添加元素對Zr基大塊非晶的非晶形成能力及耐腐蝕性影響機理研究.pdf

1、本文首先回顧了非晶合金的發(fā)展歷史以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，總結(jié)了非晶合金的形成能力，非晶的晶化行為和耐腐蝕性能。結(jié)合導師張輝教授的國家自然科學基金項目“Zr基大塊非晶的成分設計與腐蝕機理研究”，根據(jù)計算機編程首先構建了Zr基非晶合金初始晶化相Zr2Ni原子結(jié)構模型和晶化相Zr2Cu中以Cu原子為中心的團簇模型，用模型中以Ni原子為中心的二十面體原子團簇模擬Zr基非晶中的二十面體團簇。 運用實空間的Recursion方法計算了合金元素C

2、u、Nb、Ta、Y、La等取代模型中心Ni及頂角Zr位置時的狀態(tài)密度，中心Ni、Cu與近鄰頂角zr(Nb、Ta、Y、La)等的鍵級積分及團簇的費米能級，討論了合金元素Nb、Ta、Y、La等對Zr基非晶合金的非晶形成能力和耐腐蝕性能的影響機理，得出一些較有價值的結(jié)論： 1.合金元素占據(jù)中心位置時只有Cu的LDOS與Nj類似，合金元素占據(jù)頂角Zr的位置時，Nb、Ta、Y、La等與Zr的LDOS形狀類似，說明Nb、Ta、Y、La等在Z

3、r基非晶合金二十面體團簇中實際上易占據(jù)Zr的位置。 2.構造Zr基非晶初始析出相Zr2Ni、Zr2Cu中，以Ni為中心的二十面體團簇和以Cu原子為中心的團簇研究Zr基非晶的形成能力，計算了中心Ni、Cu與近鄰頂角Zr(Nb、Ta、Y、La)等的鍵級積分。稀土元素Y取代Zr原子后使其與近臨原子Ni、Cu的鍵級積分有所升高，說明它使非晶形成能力上升，過渡元素Nb、Ta、La等使非晶形成能力下降，其中稀土元素La對其影響不大。

4、 3.構造Zr基非晶初始析出相Zr2Ni、Zr2Cu中，以Ni為中心的二十面體團簇和以Cu原子為中心的團簇研究zr基非晶的耐腐蝕能力，計算了團簇的費米能級。費米能級表示電子填充的最高水平，處于費米能級位置的電子容易首先失去，且費米能級越高，電子越容易失去，即材料活性大，容易被氧化，這樣在具有氧化性溶液中易于鈍化，形成鈍化膜。Nb、Y、La取代zr可使Zr基非晶費米能級上升，增大其活性，容易鈍化，提高zr基非晶的耐腐蝕性，元素Ti、V、T