L1_2结构γ′-Co_3(Al_(1-x)W_x)相的弹性性质和热力学性质的第一性原理研究

摘要

采用第一性原理方法并结合准简谐德拜模型,系统研究了W原子分数对Co基高温合金中γ′-Co_3(Al_(1-x)W_x)(x=0,0.25,0.50,0.75,1.0)相的弹性性质和热力学性质的影响.研究发现随W原子分数的升高,γ′-Co_3(Al_(1-x)W_x)相的弹性模量显著提高,而弹性各向异性的程度明显降低,同时γ′-Co_3(Al_(1-x)W_x)相由延性材料向脆性材料过渡转变.通过分析电荷密度和态密度的计算结果,发现随W原子分数的增大,Co和W之间共价键的结合强度呈现增大的趋势,并且Co原子间的电荷密度分布逐渐由各向异性向各向同性过渡转变.在有限温度下,随W原子分数的升高,γ′-Co_3(Al_(1-x)W_x)相的热容、热膨胀系数和焓均减小.