国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

(Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV高熵合金性能第一性原理計(jì)算分析方法

2022-03-15 03:03李雪潔孫琨陳誠楊龍龍楊經(jīng)緯孫俊紅
關(guān)鍵詞:計(jì)算結(jié)果合金性能

圖1所示超高速無潤滑測(cè)試平臺(tái)(火箭橇實(shí)驗(yàn)平臺(tái))是一種大型、高精度地面動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備。在火箭橇高速地面實(shí)驗(yàn)過程中,滑靴軌道接觸表面間由于無任何潤滑劑、摩擦熱的熱效應(yīng)、微觀粗糙接觸表面相互高速?zèng)_擊等因素,造成滑靴軌道之間存在著嚴(yán)重的機(jī)械摩擦磨損現(xiàn)象,最終導(dǎo)致整個(gè)材料的宏觀性能大幅度下降

?;诔咚倩鸺疗脚_(tái)的發(fā)展需要,超高速實(shí)驗(yàn)中滑靴材料所面臨的嚴(yán)酷工況要求其具有更加優(yōu)異的高溫性能,特別是高溫耐磨性以及高溫塑性韌性。目前廣泛研究的鎳基高溫合金仍舊存在應(yīng)用溫度上的限制,而眾所周知高熵合金(HEAs)具有很多優(yōu)良的性能,是當(dāng)前材料研究中的熱門材料,其中能在高溫下依舊展現(xiàn)極好的綜合力學(xué)性能的難熔高熵合金(RHEAs)更加具備應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

自2004年Yeh、Cantor等獨(dú)立發(fā)表了多主元混合制備高熵合金的研究成果

以來,由于HEAs具備不同成分之間的高混合熵效應(yīng)、一般具有穩(wěn)定且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的固溶體相、多元素合金化導(dǎo)致的晶格畸變效應(yīng)而形成固溶強(qiáng)化等特性

,因此受到學(xué)者廣泛關(guān)注。關(guān)于HEAs的研究多集中于實(shí)驗(yàn)研究。Du等觀察了難熔高熵合金Al

(TiZrHfNb)

在高溫高壓真空中與Ti

AlNb擴(kuò)散鍵合,使用掃描電鏡分析了微觀結(jié)構(gòu)和元素分布,并通過納米壓痕和剪切測(cè)試評(píng)估了機(jī)械性能

。Xu等通過在NbMoTiVSi

難熔高熵合金添加硅化物研究了相組成、微觀組織演變和力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)隨著硅含量的增加,合金的屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度顯著增加。但是實(shí)驗(yàn)研究易受實(shí)驗(yàn)設(shè)備、操作技術(shù)和無法排除的偶然因素等限制,無法深入探究高熵合金性能變化微觀機(jī)理

。

從孔子“禮”的發(fā)生機(jī)制來看,禮必須具有能指導(dǎo)主體實(shí)踐的功能。前文提到,孔子之“禮”是在周禮實(shí)踐基礎(chǔ)上之改造再實(shí)踐。禮的核心內(nèi)容包含了對(duì)人倫關(guān)系的規(guī)定??鬃訌?qiáng)調(diào),仁是禮的核心內(nèi)涵,所以禮的內(nèi)容主要著眼于仁的約制規(guī)范和實(shí)踐。孔子主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行對(duì)于禮的規(guī)制的:其一是處于特殊的身份、地位的道德實(shí)踐主體擁有不同的道德實(shí)踐義務(wù)與原則,其一是作為一般普遍意義上而言的道德實(shí)踐主體又必須必須具有共同的行為準(zhǔn)則。

基于密度泛函的第一性原理計(jì)算方法僅需要基本的物理參數(shù)即可進(jìn)行與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有相當(dāng)程度一致性的計(jì)算,已經(jīng)作為一種成熟的計(jì)算方法研究了HEAs的各種性能,相關(guān)研究成果也已經(jīng)廣泛發(fā)表在各類文獻(xiàn)上,對(duì)從微觀角度理解和設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)HEAs起到了不可或缺的作用。例如Ge等基于第一性原理計(jì)算和準(zhǔn)諧波德拜模型研究了四元合金AlMoTiV、CrMoTiV、MoNbTiV和三元合金CrMoTi、MoNbV、MoNbTi、MoTiV,在有限的溫度下分析了溫度變化和元素含量的改變對(duì)熱性能和彈性模量的影響

;Zheng等基于第一性原理計(jì)算了70種不同元素的添加對(duì)VMoNbTaW彈性的影響

。

本文針對(duì)WNbMoTaV

硬度值高、高溫壓縮強(qiáng)度較高,但是斷裂為解理脆性斷裂、塑性較差這一問題,采用可以保證材料高強(qiáng)度的同時(shí)提高合金塑性變形能力,還能大幅度地降低合金密度的HCP穩(wěn)定元素Ti、Zr、Hf

和含量較少時(shí)隨著含量增加而使得合金的強(qiáng)度和塑性同時(shí)提高的Sn

來替換易氧化、塑性較差的W來探究合金元素對(duì)難熔高熵性能的影響機(jī)制?;诘谝恍栽矸椒▽?duì)(Ti/Zr/Hf/Sn)NbMoTaV合金進(jìn)行相關(guān)計(jì)算模擬,與WNbMoTaV合金進(jìn)行了對(duì)比,分析了其相穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和彈性力學(xué)性質(zhì),可為新一代高超聲速火箭橇滑靴材料研發(fā)提供一定的參考。

1 第一性原理計(jì)算方法

高熵合金原子尺寸差異參數(shù)為

本文采用合金理論自動(dòng)化工具包ATAT

軟件的特定準(zhǔn)隨機(jī)結(jié)構(gòu)

方法構(gòu)建無序單相HEAs固溶體結(jié)構(gòu)。本文中所有HEAs固溶體第一性原理計(jì)算模型均為2×3×5的60個(gè)原子的體心立方(BCC)超胞結(jié)構(gòu),TiNbMoTaV高熵合金晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示,(Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV合金與其類似。

2 高熵合金性能計(jì)算結(jié)果與討論

2.1 (Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV高熵合金相形 成分析

根據(jù)已有文獻(xiàn)可知,有相當(dāng)一部分的HEAs并不是單一的無序固溶體相,可能還有金屬間化合物相、納米相以及非晶相等存在,而HEAs中的相組成對(duì)其性能有著至關(guān)重要的影響,進(jìn)而影響其應(yīng)用范圍,因此本文首先對(duì)(Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV高熵合金相形成進(jìn)行理論計(jì)算分析,為后續(xù)第一性原理模擬分析提供建模信息。

本文從以下7個(gè)參數(shù)對(duì)所研究的高熵合金相結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析評(píng)判。

高熵合金原子半徑差的均方差為

在木結(jié)構(gòu)建筑施工中,施工企業(yè)應(yīng)組織相關(guān)管理人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)管理,對(duì)施工管理機(jī)制進(jìn)行完善,并根據(jù)該制度來開展施工管理工作。由于施工管理涉及的方面較多,包括施工人員管理、施工設(shè)備與材料管理等,通過施工現(xiàn)場(chǎng)管理制度的建立確保工程施工有據(jù)可循,對(duì)施工人員行為加以規(guī)范,對(duì)于施工過程中各種材料的具體施工情況,檢查人員要進(jìn)行記錄,避免因?yàn)椴牧腺|(zhì)量不達(dá)標(biāo)而造成施工問題。為提高施工人工作積極性,施工企業(yè)還應(yīng)建立獎(jiǎng)懲制度,使施工人員工作積極性得到提升,確保安全管理的有效落實(shí),為建筑工程施工的進(jìn)行做出貢獻(xiàn)。

“學(xué)起于思,思源于疑。”在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要善于啟發(fā)學(xué)生產(chǎn)生疑問,鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生大膽質(zhì)疑問題,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新質(zhì)疑要給予充分的肯定,保護(hù)學(xué)生質(zhì)疑問難的積極性,使學(xué)生敢于表達(dá)自己的見解。此外,也要根據(jù)兒童的的好奇、好問、求知欲望強(qiáng)等特性,努力為學(xué)生創(chuàng)造寬松、自由、開放式的課堂氛圍,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的勇氣,讓學(xué)生敢想、敢說、敢問為什么。如學(xué)生掌握了“圓柱體的表面積求法后,有位學(xué)生問:求長方體和正方體的表面積時(shí),能不能也用側(cè)面積加上兩個(gè)底面的面積來求它們的表面積。像這樣的問題提得好,教師應(yīng)給予肯定,給予鼓勵(lì)。

(1)

式中:

為合金中第

個(gè)主元的價(jià)電子濃度。

(2)

高熵合金混合熵為

(3)

式中:

表示摩爾氣體常數(shù),

=8

314 4 J/(K·mol)。

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)兩組患者患病誘因,發(fā)現(xiàn)觀察組患者吸煙、糖尿病、高血壓及高血壓等高危因素明顯發(fā)生率高于對(duì)照組,兩組差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表1。

計(jì)算了3個(gè)模型得到的碎片最終速度與數(shù)值模擬得到的碎片最終速度之比。3個(gè)模型計(jì)算得到的裝藥比比值誤差的比較如圖6所示??梢钥闯?,模型2確實(shí)明顯偏離數(shù)值模擬結(jié)果,而模型1和模型3在跳躍變化的區(qū)段(裝藥比為0.657%~0.792%),理論模型與數(shù)值計(jì)算相比沒有明顯的差別。但是隨著裝藥比的增大,模型1和模型3的結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果之間的偏差越來越大。相對(duì)而言,模型3是基于動(dòng)量守恒的3階段計(jì)算模型,其結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果最為接近,δ在10%以內(nèi)。說明,對(duì)于小裝藥比爆炸驅(qū)動(dòng)雙層殼體的情況,單純基于Gurney公式的直接應(yīng)用要謹(jǐn)慎,發(fā)展兩段驅(qū)動(dòng)理論模型進(jìn)行碎片速度的估算是有必要的。

高熵合金價(jià)電子濃度為

1.1.1 發(fā)病癥狀稻瘟病在水稻全生育期中都可發(fā)病,按發(fā)生部位和表現(xiàn)的癥狀可以分為苗瘟、葉瘟、葉節(jié)瘟、節(jié)瘟、穗頸瘟和谷粒瘟。

(4)

剪切模量

取Hill近似,即Voigt近似和Reuss近似的平均值

高熵合金電負(fù)性差為

(5)

發(fā)達(dá)生產(chǎn)事業(yè),無論是資本主義者,或是社會(huì)主義者,都是絕對(duì)承認(rèn)的 要想為中國無產(chǎn)階級(jí)謀幸福而除去一切悲痛,首先就要使他們獲得生活必需的資料。要使他們獲得生活必需的資料,首先就要開發(fā)生產(chǎn)事業(yè)。所以發(fā)達(dá)生產(chǎn)事業(yè)的一件事,無論是資本主義者,或是社會(huì)主義者,都是絕對(duì)承認(rèn)的,只不過生產(chǎn)方法不同罷了!

本文所有第一性原理計(jì)算均使用基于密度泛函理論和平面波方法的維也納大學(xué)Hafner小組開發(fā)的進(jìn)行電子結(jié)構(gòu)計(jì)算和量子力學(xué)-分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件包(VASP)程序

完成,采用離子和電子間的相互作用、采用投影綴加平面波(PAW)方法

處理和電子間的交換關(guān)聯(lián)作用、采用廣義梯度近似(GGA)下的一種近似的能量泛函(PBE)

描述;計(jì)算平面波函數(shù)展開的動(dòng)能截?cái)噙x擇400 eV,

點(diǎn)在進(jìn)行HEAs結(jié)構(gòu)優(yōu)化和彈性常數(shù)計(jì)算時(shí)取值為5×5×5,進(jìn)行單原子能量計(jì)算時(shí)采用

點(diǎn),并采用金屬體系常用的一階Methfessel-Paxton smearing方法設(shè)置波函數(shù)的部分占有數(shù),

取值為0.2。在各項(xiàng)靜態(tài)計(jì)算前,均采用共軛梯度法進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,收斂條件為:總能量變化小于1.0×10

eV,每個(gè)原子上的力小于0.01 eV/?。以上所有參數(shù)均經(jīng)過收斂性測(cè)試。

(6)

本節(jié)研究以第一性原理計(jì)算為主,先對(duì)在(Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV合金進(jìn)行結(jié)構(gòu)馳豫,獲得能量最低的穩(wěn)定超胞結(jié)構(gòu)模型。在此基礎(chǔ)上,通過應(yīng)力-應(yīng)變法對(duì)其彈性常數(shù)矩陣

進(jìn)行計(jì)算,其中立方晶系有獨(dú)立的彈性常數(shù)

、

。分別計(jì)算本文5種HEAs相應(yīng)的高熵合金的體積模量

、彈性模量

、剪切模量

(取Voigt和Reuss的近似平均值)、泊松比

、Pugh比

、硬度

、柯西壓力

-

、Zener各向異性系數(shù)

和Chung-Buessem各向異性系數(shù)

,合金彈性性質(zhì)的計(jì)算數(shù)據(jù)及其他文獻(xiàn)對(duì)比結(jié)果見表3。

高熵合金熵焓比為

(7)

高熵合金混合焓為

本文合金的相形成規(guī)律計(jì)算結(jié)果如表1所示。當(dāng)合金同時(shí)滿足

<6

5%,混合焓Δ

在-15~5 kJ/mol之間,混合熵Δ

在12~17.5 J/(K·mol)之間且

≥1

1,可以形成無序固溶體相;另外,電負(fù)性差越小越有利于多組元固溶高熵合金形成

;

<1

175

時(shí)也可判斷其形成固溶體相。此外,還可通過價(jià)電子濃度判斷出固溶體的具體結(jié)構(gòu):當(dāng)

≤6

87,僅存BCC相;當(dāng)6

87≤

≤8,BCC相和面心立方(FCC)相同時(shí)存在;當(dāng)

≥8,僅存在FCC相

。

從知識(shí)、技能、態(tài)度三個(gè)維度KMO值分別為0.854、0.857、0.873,都大于0.8,表明在結(jié)構(gòu)效度方面較好,研究數(shù)據(jù)可以用于進(jìn)一步地分析。

根據(jù)表1的數(shù)據(jù),5種HEAs計(jì)算出的

范圍為3.6%~4.9%,均小于6.5%;計(jì)算出的Δ

范圍為-4.64~0.32 kJ/mol,均包含在-15~5 kJ/mol之間;Δ

的計(jì)算結(jié)果都是13.386 J/(K·mol),在12~17.5 J/(K·mol)的范圍內(nèi);

的計(jì)算結(jié)果范圍為8

542~97

243,都遠(yuǎn)大于1

1;

的計(jì)算結(jié)果范圍為1

105~1

150,都小于1

175。以上計(jì)算結(jié)果說明這5種HEAs都為無序固溶體相。

的計(jì)算結(jié)果范圍是5~5

4,都小于6

87,可得知(Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV合金都為單一的體心立方結(jié)構(gòu),與文獻(xiàn)[9]中WNbMoTaV合金為單一體心立方結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

2.2 (Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV高熵合金結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性分析

通過2.1節(jié)計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)(Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV合金都為單一的體心立方結(jié)構(gòu)。為進(jìn)一步確定這些HEAs結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,本節(jié)分別構(gòu)建BCC和FCC結(jié)構(gòu)高熵合金第一性原理計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算。

內(nèi)聚能

被定義為將晶體分解成單個(gè)自由原子的能量,計(jì)算公式如下

(8)

式中:

表示晶胞中的原子數(shù);

表示體系總能;

表示五元高熵合金單個(gè)元素原子弛豫后的總能量;

表示各元素原子數(shù)。合金能量和內(nèi)聚能計(jì)算結(jié)果見表2。

從表2的數(shù)據(jù)可知,5種HEAs的BCC結(jié)構(gòu)能量均小于FCC結(jié)構(gòu),計(jì)算出的BCC結(jié)構(gòu)的

也均小于FCC結(jié)構(gòu)的

,因?yàn)檩^低的內(nèi)聚能意味著更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,所以可證實(shí)(Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV合金都為單一的體心立方結(jié)構(gòu),與相形成規(guī)律的計(jì)算結(jié)果一致。

2.3 (Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV高熵合金彈性 性質(zhì)分析

式中:

、

分別為合金中最大和最小的原子半徑。

建筑安全管理標(biāo)準(zhǔn)體系要做到科學(xué)有效運(yùn)行需要從上至下,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)都加強(qiáng)關(guān)注,從而促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的有效實(shí)施,但是現(xiàn)階段大多數(shù)項(xiàng)目因節(jié)約人工成本,施工現(xiàn)場(chǎng)的組織機(jī)構(gòu)仍不夠健全或沒有完善,無法做到全面監(jiān)控,因此要按照安全管理標(biāo)準(zhǔn)化體系來指導(dǎo)和監(jiān)督每一個(gè)環(huán)節(jié)的施工,建立健全組織機(jī)構(gòu)非常重要。

For the saturated regime, as shown in Fig. 3, the distribution of the depletion layer was made in five regions, and therefore:

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

將本文計(jì)算結(jié)果和其他文獻(xiàn)對(duì)比,可以得出所有誤差均在35%以下,可能是由于建立的模型大小不同,

、

和截?cái)嗄艿脑O(shè)置不同導(dǎo)致的計(jì)算結(jié)果的偏差。

首先,可以根據(jù)表3中彈性常數(shù)的計(jì)算結(jié)果判斷立方結(jié)構(gòu)的力學(xué)穩(wěn)定性,判據(jù)

(17)

由表3可以看出,(Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV合金均滿足力學(xué)穩(wěn)定性判據(jù),說明這5種材料在0 GPa下都是力學(xué)穩(wěn)定的,與2

1和2

2節(jié)的結(jié)論一致。其次,文獻(xiàn)[23]中提出當(dāng)合金滿足

>1

75且

>0

26,同時(shí)柯西壓力

-

>0,合金則表現(xiàn)為塑性,且柯西壓力越大塑性越好,否則就為脆性材料;表3數(shù)據(jù)中的5種材料均滿足

>1

75,

>0

26,柯西壓力

-

數(shù)值大于0的條件,所以這5種材料都有良好的內(nèi)在塑性。其中

最大的是ZrNbMoTaV合金,最小的是SnNbMoTaV合金;柯西壓力

-

最大的是WNbMoTaV合金,最小的是SnNbMoTaV合金。最后,Zener各向異性系數(shù)

為1表示材料為各向同性,否則為各向異性,并且值越大,各向異性越強(qiáng)。Chung-Buessem各向異性系數(shù)

為0表示材料為剪切各向同性,否則為剪切各向異性,并且值越大,剪切各向同性越強(qiáng)

。由表3可以看出,(Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV合金的

都不為1且

也不為0,說明5種HEAs均表現(xiàn)為各向異性,其中SnNbMoTaV合金的各向異性最高,剪切各向異性最低。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出,將五元高熵合金中的W替換成Ti、Zr、Hf導(dǎo)致材料的強(qiáng)度明顯下降,塑性雖有提升但數(shù)值有限,材料的各向異性略有下降,但剪切各向異性有所增加;而將W替換成Sn導(dǎo)致材料的強(qiáng)度和塑性都略有下降,各向異性增加,剪切各向異性明顯降低。

2.4 態(tài)密度分析

為了探究材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的內(nèi)在機(jī)制,計(jì)算了如圖3所示的(Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV合金與組成元素的態(tài)密度,描述了電子在不同能量狀態(tài)下的數(shù)量比。圖3是WNbMoTaV、TiNbMoTaV、ZrNbMoTaV、HfNbMoTaV和SnNbMoTaV合金的態(tài)密度圖,均在費(fèi)米能級(jí)

處連續(xù),則合金均表現(xiàn)為金屬鍵特征;能級(jí)主要集中在-10~2 eV;各元素對(duì)總態(tài)密度的貢獻(xiàn)幾乎均等,Mo和V的貢獻(xiàn)量與其他元素相比稍大一些;有明顯的贗能隙存在,而且各元素基本都在-4~1 eV范圍內(nèi)形成明顯的雜化,說明合金中存在各元素之間的共價(jià)鍵。

事業(yè)單位要重視預(yù)算績效管理在單位的重要程度,務(wù)必將預(yù)算管理貫穿到單位管理的始終,建立貫穿預(yù)算編制、執(zhí)行、監(jiān)督全過程的預(yù)算績效管理體系。預(yù)算的編制需要多個(gè)部門相互配合,單位管理者和各部門人員都應(yīng)參與其中。預(yù)算目標(biāo)設(shè)定要與事業(yè)發(fā)展規(guī)劃和年度工作計(jì)劃緊密銜接,確定預(yù)算重點(diǎn)投向,滿足未來事業(yè)發(fā)展的需要。

由圖3可以看出,將W替換成Ti、Zr、Hf后,成鍵峰的高度有輕微下降,尤其在

的右側(cè),即(Ti/Zr/Hf)NbMoTaV合金的高能能帶與WNbMoTaV合金相比較少,主要集中在低能成鍵區(qū)上;

附近的成鍵峰變窄,并向高能反鍵區(qū)方向有所偏移,且

處的態(tài)密度增大,使得整個(gè)體系的成鍵變得不穩(wěn)定,說明(Ti/Zr/Hf)NbMoTaV合金與WNbMoTaV合金相比共價(jià)性變?nèi)醵Y(jié)合鍵能是影響彈性模量的主要因素,兩者對(duì)應(yīng)關(guān)系密切,結(jié)合鍵能越大,原子之間距離的移動(dòng)所需的外力就越大,即彈性模量越大。其中在結(jié)合鍵中共價(jià)鍵的鍵能僅次于最強(qiáng)的離子鍵

,結(jié)合2.3節(jié)彈性性能的計(jì)算,得知Ti、Zr和Hf的替換降低了原本材料的彈性性能。由圖3可以看出,能級(jí)分布中多出了-10~-7 eV的部分,且此部分完全由Sn貢獻(xiàn);成鍵峰的高度下降表現(xiàn)在

的左側(cè),

附近的成鍵峰變窄,使得整個(gè)體系的成鍵變得不穩(wěn)定,SnNbMoTaV合金與WNbMoTaV合金相比共價(jià)性變?nèi)?同樣結(jié)合2.3節(jié)彈性性能的計(jì)算得知,Sn的替換也降低了原本材料的彈性性能。

3 結(jié) 論

本文使用理論公式計(jì)算了(Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV合金的相形成規(guī)律和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,基于第一性原理計(jì)算方法研究了這5種材料的彈性性質(zhì),分析了其態(tài)密度計(jì)算結(jié)果,主要結(jié)論如下。

(1)(Ti/Zr/Hf/Sn/W)NbMoTaV合金都是單一的體心立方結(jié)構(gòu)。

(2)(Ti/Zr/Hf)NbMoTaV合金與WNbMoTaV合金相比,彈性常數(shù)、體模量

、彈性模量

、剪切模量

、硬度

,柯西壓力(

-

),Zener各向異性系數(shù)

數(shù)值均下降,而SnNbMoTaV合金的

數(shù)值卻有所上升;前3種合金的泊松比

,Pugh比

、Chung-Buessem各向異性系數(shù)

數(shù)值上升,而SnNbMoTaV合金的這3項(xiàng)數(shù)值都是下降的。說明(Ti/Zr/Hf)NbMoTaV與WNbMoTaV合金相比,材料的強(qiáng)度有所下降但塑形有所提升;而SnNbMoTaV合金與WNbMoTaV合金相比,材料的強(qiáng)度和塑性都不如后者,但抗剪切性能較好。

(3)(Ti/Zr/Hf/Sn)NbMoTaV與WNbMoTaV合金相比,整個(gè)體系成鍵的穩(wěn)定性下降,共價(jià)性變?nèi)?說明Ti、Zr、Hf、Sn的替換降低了原本材料的彈性性能。

:

[1]王瑋華, 謝發(fā)勤, 吳向清, 等. 火箭橇滑塊超聲速、大載荷摩擦磨損失效機(jī)理 [J]. 材料導(dǎo)報(bào), 2020, 34(16): 16136-16139.

WANG Weihua, XIE Faqin, WU Xiangqing, et al. Investigation on friction and wear failure mechanism of rocket sled slide at supersonic and under high load [J]. Materials Reports, 2020, 34(16): 16136-16139.

[2]YEH J W, CHEN S K, LIN S J, et al. Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: novel alloy design concepts and outcomes [J]. Advanced Engineering Materials, 2004, 6(5): 299-303.

[3]CANTOR B, CHANG I T H, KNIGHT P, et al. Microstructural development in equiatomic multicomponent alloys [J]. Materials Science and Engineering: A, 2004, 375/376/377: 213-218.

[4]KANG B, LEE J, RYU H J, et al. Ultra-high strength WNbMoTaV high-entropy alloys with fine grain structure fabricated by powder metallurgical process [J]. Materials Science and Engineering: A, 2018, 712: 616-624.

[5]DU Y J, XIONG J T, JIN F, et al. Microstructure evolution and mechanical properties of diffusion bonding Al

(TiZrHfNb)

refractory high entropy alloy to Ti

AlNb alloy [J]. Materials Science and Engineering: A, 2021, 802: 140610.

[6]XU Qin, CHEN Dezhi, TAN Chongyang, et al. NbMoTiVSi

refractory high entropy alloys strengthened by forming BCC phase and silicide eutectic structure [J]. Journal of Materials Science & Technology, 2021, 60: 1-7.

[7]GE Huijuan, TIAN Fuyang, WANG Yang. Elastic and thermal properties of refractory high-entropy alloys from first-principles calculations [J]. Computational Materials Science, 2017, 128: 185-190.

[8]ZHENG Shumin, WANG Shaoqing. First-principles design of refractory high entropy alloy VMoNbTaW [J]. Entropy, 2018, 20(12): 965.

[9]劉學(xué)峰. 難熔高熵合金的制備及其組織性能研究 [D]. 北京: 北京理工大學(xué), 2015: 1-63.

[10]孫博, 夏銘, 張志彬, 等. 難熔高熵合金性能調(diào)控與增材制造 [J]. 材料工程, 2020, 48(10): 1-16.

SUN Bo, XIA Ming, ZHANG Zhibin, et al. Property tuning and additive manufacturing of refractory high-entropy alloys [J]. Journal of Materials Engineering, 2020, 48(10): 1-16.

[11]張勇, 陳明彪, 楊瀟, 等. 先進(jìn)高熵合金技術(shù) [M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2019: 1-226.

[12]KRESSE G, HAFNER J. Ab initio molecular dynamics for liquid metals [J]. Journal of Non-Crystalline Solids, 1993, 47(1): 558-561.

[13]BL?CHL P E. Projector augmented-wave method [J]. Physical Review: B, 1994, 50(24): 17953-17979.

[14]PERDEW J P, BURKE K, ERNZERHOF M. Generalized gradient approximation made simple [J]. Physical Review Letters, 1996, 77(18): 3865-3868.

[15]VAN DE WALLE A, ASTA M, CEDER G. The alloy theoretic automated toolkit: a user guide [J]. Calphad, 2002, 26(4): 539-553.

[16]VAN DE WALLE A, CEDER G. Automating first-principles phase diagram calculations [J]. Journal of Phase Equilibria, 2002, 23(4): 348.

[17]VAN DE WALLE A, TIWARY P, DE JONG M, et al. Efficient stochastic generation of special quasirandom structures [J]. Calphad, 2013, 42: 13-18.

[18]熊青云, 申江, 田付陽. 理論研究VTiTaNbAl

高熵合金的結(jié)構(gòu)與彈性力學(xué)性質(zhì) [J]. 原子與分子物理學(xué)報(bào), 2016, 33(5): 901-906.

XIONG Qingyun, SHEN Jiang, TIAN Fuyang. Theoretical study of structures and elastic mechanics of VTiTaNbAl

high-entropy alloys [J]. Journal of Atomic and Molecular Physics, 2016, 33(5): 901-906.

[19]GAO M C, NIU Changning, JIANG Chao, et al. Applications of special quasi-random structures to high-entropy alloys [M]∥High-Entropy Alloys: Fundamentals and Applications. Berlin, Germany: Springer International Publishing, 2016: 333-368.

[20]ZHENG Shumin, FENG Wenqiang, WANG Shaoqing. Elastic properties of high entropy alloys by MaxEnt approach [J]. Computational Materials Science, 2018, 142: 332-337.

[21]LIU Qing, WANG Guofeng, SUI Xiaochong, et al. Ultra-fine grain Ti

VNbMoTa refractory high-entropy alloys with superior mechanical properties fabricated by powder metallurgy [J]. Journal of Alloys and Compounds, 2021, 865: 158592.

[22]GRIMVALL G. Thermophysical properties of materials [M]. Amsterdam, Netherlands: Elsevier, 1999: 46-48.

[23]張輝, 李興國, 郭古青, 等. FeAl

NiCrMn系高熵合金力學(xué)性能的第一性原理計(jì)算 [J]. 特種鑄造及有色合金, 2020, 40(10): 1172-1176.

ZHANG Hui, LI Xingguo, GUO Guqing, et al. First-principle calculation on mechanical properties of FeAl

NiCrMn high-entropy alloys [J]. Special Casting & Nonferrous Alloys, 2020, 40(10): 1172-1176.

[24]文志勤. 鎳鋁多熵合金的結(jié)構(gòu)及物理性能的第一性原理研究 [D]. 太原: 中北大學(xué), 2019: 55-56

[25]石德珂. 材料科學(xué)基礎(chǔ) [M]. 2版. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003: 26.

猜你喜歡
計(jì)算結(jié)果合金性能
奧科寧克與NASA聯(lián)合研發(fā)3D打印用Al-Cu-Zn-Mg合金
UIO-66熱解ZrO2負(fù)載CoMoS對(duì)4-甲基酚的加氫脫氧性能
夏季五招提高種鵝繁殖性能
反擠壓Zn-Mn二元合金的微觀組織與力學(xué)性能
鉬鎢合金燒結(jié)致密化行為
保暖襪透濕性能測(cè)定的不確定度分析
提供將近80 Gbps的帶寬性能 DisplayPort 2.0正式發(fā)布
趣味選路
扇面等式
求離散型隨機(jī)變量的分布列的幾種思維方式