Zr 替位掺杂γ-TiAl 的稳定性和热学性质研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算了γ-TiAl 和过渡金属 Zr 替位掺杂γ-TiAl 形成的 Ti8 Al7 Zr 和 Ti7 ZrAl8体系的几何结构、总能量、结合能、声子谱和热学参量。通过对几何结构和结合能的计算分析揭示 Zr 替位掺杂γ-TiAl 能够改善材料的稳定性和延性。能带结构和态密度表明 Ti8 Al7 Zr 和Ti7 ZrAl8体系具有金属导电性。计算的声子谱显示Ti7 ZrAl8体系具有很好的稳定性。计算结果显示Ti8 Al7 Zr 和 Ti7 ZrAl8体系均具有较大而且稳定的高温热容量和热导率，比γ-TiAl 有显著的改善。 Ti8 Al7 Zr 和 Ti7 ZrAl8体系的较大的热容量和热导率都有利于γ-TiAl 基合金的技术应用。