Nb、Ta等元素对Zr基大块非晶形成能力及耐腐蚀性影响机理研究

摘要

本文用计算机编程构造了zr基非晶合金包含二十面体原子团簇的Zr2Ni晶体相，用Zr2Ni晶体相中以Ni原子为中心的二十面体原子团簇模拟Zr基非晶中二十面体团簇，应用实空间的递归方法计算了合金元素取代二十面体原子团簇中心和顶角位置原子时的局域态密度、二十面体原子团簇中中心Ni原子与其近邻合金元素Nb、Ta、Ti、V的总键级积分及团簇的费米能级。结果表明,Nb、Ta、Ti和V取代Zr原子后使其与Ni的键级积分有所降低,使合金的非晶形成能力下降,但Nb、Ta对合金的非晶形成能力影响不大；Nb、V取代Zr使费米能级升高,可使Zr基非晶容易钝化,提高耐蚀性；Ta对Zr基非晶的耐蚀性影响不大.而Ti使Zr基非晶的钝化能力下降。综合合金元素对非晶形成能力和耐腐蚀性的影响,Nb是最有益的合金元素,即在Zr基非晶中,通过加入少量的Nb元素,可以制备出具有较高耐腐蚀性的大块非晶。