密度泛函理论计算研究不同晶相Ti-Ta合金的结构与性质

摘要

钛合金以其优良的生物相容性和综合力学性能成为当前生物医用材料的研究热点,本文采用密度函数理论方法对不同固溶度的Ti1?xTax合金的能量、晶体结构、电子结构和力学性质进行全面、系统的理论计算和分析,并通过电子结构的分析研究了相关力学性质变化的内在机理。结果表明:Ti1?xTax合金体系在固溶度x=0~0.125区间内六方密排相为主,在其他固溶度下则两种相同时存在。两种晶体结构Ti1?xTax合金的晶格常数平均值、晶胞体积和体积模量随着固溶度x的增加按一阶Vegard规律线性增加。Ti1?xTax合金体系的稳定性、体弹模量、弹性模量和剪切模量的变化均与对应的电子结构密切相关,在不同固溶度区间呈现不同的变化规律。