【摘要】： 本文利用純金屬單原子理論和特征晶體理論對Ti-Al系合金進行了系統(tǒng)的研究和分析。利 用純金屬單原子理論對純金屬Ti的各種晶體結(jié)構(gòu)的電子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)進行了計算，并對其 不同晶體結(jié)構(gòu)的成因進行了分析。利用合金特征晶體理論對Ti-Al系合金的晶格常數(shù)、結(jié)合能、 電子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行了系統(tǒng)的分析和研究，確定了fcc結(jié)構(gòu)和hcp結(jié)構(gòu)基本原子序列和特征晶 體的原子體積、能量、電子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)。確定了無序相的能量和體積相互作用方程，計 算了各種結(jié)構(gòu)無序合金及其組元的平均性質(zhì)，得到了各種無序合金相及其組元性能與成分的 關系曲線。對TiAl、Ti_3Al和TiAl_3有序合金進行了系統(tǒng)的分析；確定了Ti-Al合金系中有序相 的能量和體積相互作用方程。利用合金特征晶體理論和單原子操縱設計方法得到了TiAl、Ti_3Al 和TiAl_3合金的結(jié)合能、原子體積和電子結(jié)構(gòu)等性質(zhì)，它們的結(jié)合能和原子體積（或晶格常數(shù)） 都與實驗值吻合得很好，其結(jié)合能遠高于無序合金，具有強烈的有序化趨勢。作出了各種有 序合金及其組元的原子體積、能量和電子結(jié)構(gòu)與成分的關系曲線。對成分和有序度對有序合 金性能和結(jié)構(gòu)的影響進行了計算和分析。本文不僅對合金性能隨成分的變化進行了計算，而 且對組元的貢獻也進行了計算。在Ti-Al系化合物中，由于Al-p電子與Ti-d電子之間存在著 強烈的相互作用以及具有強的方向性導致鍵上電子分布不均勻，使得滑移時電子云重疊變化 大，要克服高的能壘，使滑移運動難以進行，從而導致合金脆性，并分析了第三組元對合金 性能的影響以及合金元素的選擇。另外，共價電子所占比例很高也對合金脆性有所貢獻。作 出了Ti-Al合金系各相的熱力學性質(zhì)、原子體積、電子結(jié)構(gòu)和成分的關系曲線，為合金性能的 改善及合金設計提供了參考依據(jù)。最后通過原子團簇方法對TiAl、Ti_3Al和TiAl_3化合物的結(jié) 構(gòu)穩(wěn)定性進行了研究，，并對TiAl化合物的成分、晶界和合金元素對性質(zhì)的影響等實際問題進 行了分析，TiAl化合物應選擇亞當量成分，使其形成富Ti晶界和雙相組織，從而獲得優(yōu)良的 性能。
【學位授予單位】：中南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2000
【分類號】：TG146.2

【引證文獻】

相關碩士學位論文 前2條

1 李文娟;鎳鋁及其合金團簇結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的PSO-SA模擬[D];中南大學;2007年

2 李寶玉;FeCoCrNiCu_(0.5)Al(Si)_x高熵合金結(jié)構(gòu)和性能研究[D];湖南大學;2012年

本文編號：2710181