2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、Ni基高溫合金是航空航天領(lǐng)域應(yīng)用最廣的高溫材料。隨著國防科技的發(fā)展,新一代的航空航天飛機對發(fā)動機渦輪葉片材料的承溫能力提出更高的要求。然而Ni基高溫合金受熔點的限制,其服役溫度很難進一步提高。尋找下一代高溫合金成為國內(nèi)外研究機構(gòu)的關(guān)注焦點。最近,研究者們陸續(xù)在Co-Al基和Co-V基合金中發(fā)現(xiàn)與Ni3Al類似的γ'析出強化相,由此掀起了新型鈷基高溫合金的研究熱潮。作為新型Co基高溫合金中的關(guān)鍵強化相,γ'相的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和彈性性質(zhì)直接決定

2、了Co基高溫合金的綜合力學(xué)性能。然而實驗上往往通過嘗試法來選擇合適的合金化元素以穩(wěn)定化γ'相,且實驗上很難對亞穩(wěn)定的γ'相的性質(zhì)進行測量和表征。因此,為指導(dǎo)γ'相強化型Co基高溫合金的設(shè)計和開發(fā),有必要從理論角度研究合金化元素對γ'相的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和彈性性質(zhì)的影響,并進一步完善γ'相的熱力學(xué)信息。
  本論文采用基于密度泛函理論的第一性原理方法系統(tǒng)研究了Co-Al基和Co-V基高溫合金中γ'相的電子結(jié)構(gòu)、彈性性質(zhì)和熱力學(xué)性質(zhì)。闡明了

3、W濃度對γ'-Co3Al相彈性性質(zhì)的影響,并討論了γ'-Co3V相的高溫穩(wěn)定性以及合金元素對γ'-Co3V相的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和彈性性質(zhì)的影響,具體的研究內(nèi)容如下:
  (1)基于密度泛函理論的第一性原理方法和準簡諧德拜模型,研究了W濃度對γ'-Co3Al相的彈性性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明:隨W濃度的增大,γ'-Co3(Al1-xWx)相的體彈性模量、楊氏模量和剪切模量均增大,而彈性各向異性的程度逐漸減小,同時該相從

4、延性材料轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈圆牧?。?-Co3(Al1-xWx)相的彈性性質(zhì)隨鎢濃度的變化關(guān)系與電荷密度分布的大小和形狀密切相關(guān)。
  (2)基于密度泛函理論的第一性原理方法和準簡諧德拜模型,研究了D019、D022、 L12和hP24結(jié)構(gòu)的Co3V相的電子結(jié)構(gòu)、彈性性質(zhì)和熱力學(xué)性質(zhì)。研究結(jié)果表明:在0~1300 K范圍內(nèi),L12結(jié)構(gòu)的γ'-Co3V相是亞穩(wěn)定的,而hP24結(jié)構(gòu)的Co3V相是穩(wěn)定的。不同結(jié)構(gòu)的Co3V相的穩(wěn)定性與其電子軌道在

5、費米能級附近的雜化作用密切相關(guān)。D019、D022、 L12和hP24結(jié)構(gòu)的Co3V相均是機械穩(wěn)定的。L12和hP24結(jié)構(gòu)的Co3V相均為本征脆性材料,而D019和D022結(jié)構(gòu)的Co3V相均為本征延性材料。
  (3)基于密度泛函理論的第一性原理方法,研究了21種過渡族金屬元素(Sc,Ti, Cr, Mn, Fe, Ni,Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Hf, Ta, W, Re, Os,Ir, Pt

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