TiAl金屬間化合物以其高比強度、高比剛度、良好的抗蠕變性能和較好的高溫強度等優點被認為是高溫結構件的理想材料,但是較低的室溫塑性和成形性卻限制了TiAl合金的應用。因此人們研究開發多種TiAl基復合材料,而Ti₂AlN/TiAl復合材料近年來受到較多的關注。界面是Ti₂AlN/TiAl復合材料質量好壞的關鍵,但是對其界面的微觀研究還不充分。本文以Ti₂AlN/TiAl復合材料的界面作為研究對象,運用第一性原理方法對Ti₂AlN/TiAl復合材料的界面穩定性、界面分離功、界面原子之間的電子結構等特性進行了分析。首先,對TiAl塊體、Ti₂AlN塊體、TiAl七個低指數表面、Ti₂AlN(0001)三個終端表面和Ti₂AlN(112(?)0)表面結構及其穩定性進行了第一性原理計算。在所研究的七個TiAl低指數表面中,Ti終端的(001)面的表面能最大,Al終端的(110)面的表面能最小。而對于Ti₂AlN的表面來說...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 Ti₂AlN/TiAl復合材料的研究現狀
        1.2.1 Ti-Al系金屬間化合物的研究現狀
        1.2.2 M-A-X晶體結構及性質
        1.2.3 Ti₂AlN/TiAl復合材料的研究現狀
    1.3 第一性原理基本原理及在材料中的應用
        1.3.1 第一性原理基本原理
        1.3.2 復合材料界面的第一性原理的研究現狀
    1.4 TiAl復合材料界面第一性原理的研究現狀
    1.5 本文主要研究內容
第2章 理論計算方法
    2.1 密度泛函理論(DFT)
        2.1.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.2 Kohn-Sham方程
        2.1.3 局域密度和廣義梯度的近似
    2.2 贗勢和平面波基組
    2.3 材料與試驗方法
        2.3.1 試驗材料
        2.3.2 組織觀察與物相分析
第3章 γ-TiAl塊體和表面計算
    3.1 γ-TiAl塊體計算研究
        3.1.1 γ-TiAl塊體模型建立
        3.1.2 γ-TiAl塊體電子結構
        3.1.3 γ-TiAl塊體成鍵分析
    3.2 γ-TiAl表面計算研究
        3.2.1 γ-TiAl表面模型建立
        3.2.2 γ-TiAl表面的能量計算
        3.2.3 γ-TiAl塊體和(110)表面電子結構比較
    3.3 本章小結
第4章 Ti₂AlN塊體和表面計算
    4.1 Ti₂AlN塊體計算
        4.1.1 Ti₂AlN塊體模型建立
        4.1.2 Ti₂AlN塊體電子結構
        4.1.3 Ti₂AlN塊體成鍵分析
    4.2 Ti₂AlN表面計算
        4.2.1 Ti₂AlN表面模型建立
        4.2.2 Ti₂AlN表面成鍵分析
        4.2.3 Ti₂AlN表面的能量計算
    4.3 Ti₂AlN塊體和表面電子結構比較
    4.4 本章小結
第5章 Ti₂AlN/TiAl界面的計算
    5.1 TiAl(110)-Al終端/Ti₂AlN(112(?)0)界面
        5.1.1 構建界面模型及參數設置
        5.1.2 界面分離功
    5.2 TiAl(111)/Ti₂AlN(112(?)0)界面
        5.2.1 構建界面模型及參數設置
        5.2.2 界面分離功
    5.3 TiAl(001)-Al終端/Ti₂AlN(112(?)0)界面
        5.3.1 構建界面模型及參數設置
        5.3.2 界面分離功
    5.4 TiAl(111)/Ti₂AlN(0001)-N終端界面
        5.4.1 構建界面模型及參數設置
        5.4.2 結構分析
        5.4.3 界面成鍵和電子結構
    5.5 Ti₂AlN/TiAl界面的實驗觀察
    5.6 實驗與模擬的比較分析
    5.7 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3999171