Si在TiAl3中取代行为的第一性原理研究

摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了Si原子在TiAl3中的格点取代行为，通过对不同原子被置换后的c/a值、形成能以及电子态密度的计算和比较，发现Si原子倾向于取代TiAl3中的A1原子，其取代行为主要由系统的电子结构决定，计算结果与实验相符.为了进一步研究Si原子的取代行为，对Si原子占据的格点以松散或紧凑分布下体系的总能、形成能以及电子态密度进行了计算，结果表明Si原子倾向于取代TiAl3中松散分布的Al(2)原子。对c/a值的计算表明，随A1(2)格点Si原子浓度的增加，c/a值逐渐增大；而当Si取代Al(2)格点时，c/8值随Si原子浓度的增加而减小。研究表明，Si在TiAl3中的极限固溶度介于12.5at％-18.75at％之间。