免费论文：Cr元素对Nb-Si系合金抗氧化性感化的第一性道理接洽

Nb-Si基共晶自生复合资料动作继Ni基单晶合金之后新一代高温合金连年来备受关心。其以铌固溶体为韧性相和Nb5Si3非金属间复合物为强度相的特出构造使该资料具备强度大，耐热温度高和确定室温韧性等崇高本能。Nb-Si基共晶自生复合资料其较差的室温韧性和高温抗氧化性是工程运用的宏大妨碍。合金化是普及Nb-Si自生复合资料的要害本领之一，个中增添Cr元素不只能普及其抗氧化本能，并且还能保护高温强度。资料模仿与计划已变成资料科学的要害分支，计划机模仿不只从表面上扶助证明试验中查看到的局面，还不妨为试验接洽指明目标。本文华用密度泛函表面，经过第一性道理本领及准谐德拜模子本领借助VASP和Gibbs体例的接洽了合金重要相Nb、Cr2Nb及α和β-Nb5Si3的热力学本质，同声也接洽了Cr2Nb各相各外表的宁静性，本舆论还发端接洽了Cr2Nb(111) 面氧化吸附的本质并发端估计出了Cr2Nb的初始氧化学物理。正文的重要接洽功效如次：(1) 接洽了Nb-Si-Cr合金中重要构成相Nb、Cr2Nb、Nb5Si3的热力学本质，截止表白，各相的热伸展系数出入不大且随温度的变革趋向基础普遍。各相热伸展系数跟着温度升高而升高，跟着压力的增大而贬低；各相的人体模型量跟着温度的升高而贬低。经过大略模子预算了Nb与Cr2Nb两相因热伸展系数的分别而爆发的微观热应力，截止表白微观热应力不及以在相界面处爆发裂纹。(2) 接洽了Cr2Nb C15各个方进取大概生存的外表的宁静性。截止表白在富Cr前提下，外表结尾为Cr亚原子的(110)-S2面最宁静，跟着Cr化学势的贬低最宁静的面是 (111)-S1(Nb)面；对于(100)及(111)面来说，当Nb动作外表结尾时的外表能比Cr作外表结尾时低，Nb亚原子层比Cr亚原子层更目标于产生外表。(3) 比拟C15各个面包车型的士解离能创造，(110)面包车型的士解离能最低；对于C14相及C15相密排方进取，两相所对应的解离能分辨不大，都容易在堆垛单位里Nb-Cr-Nb三层构造与纯Cr层之间解离。(4) 接洽了Cr2Nb(111)面包车型的士初始氧化，当S1面爆发氧化吸附时，氧亚原子与紧邻的Cr和Nb亚原子有很强的招引效率；而对于S2面，氧亚原子重要与外表的Cr亚原子有很强的招引效率。氧吸附能跟着氧掩盖度的减少而减小，重要因为是氧亚原子之间生存着摈弃效率。(5) 经过比拟各别氧化模子的外表能创造，尽管氧的化学势如何变革，Cr2Nb(111)-S1一直要比S2构造宁静；在富Cr状况下，O-Cr2Nb(111)-S1与O-Cr2Nb(111)-S2的外表能分辨不大。

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