Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2017, выпуск 9 » Статья стр. 1828
<<<>>>
Адсорбция кислорода на низкоиндексных поверхностях сплава Ti3Al
DOI: 10.21883/FTT.2017.09.44858.036
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 14-02-91150_ГФЕН
ИФПМ СО РАН, 23.1.2
ТГУ, программа повышения конкурентоспособности
Латышев А.М.1,2, Бакулин А.В. 1,2, Кулькова С.Е. 1,2
1Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
Email: alexlatyshev92@gmail.com, bakulin@ispms.tsc.ru, kulkova@ms.tsc.ru
Поступила в редакцию: 14 февраля 2017 г.
Выставление онлайн: 20 августа 2017 г.
PDF версия
Атомная и электронная структура трех поверхностей - (0001), (1100) и (1120) - сплава Ti3Al рассчитана методом проекционных присоединенных волн в рамках теории функционала электронной плотности. Проведена оценка поверхностных энергий в зависимости от химического потенциала алюминия, что позволило построить диаграмму стабильности рассмотренных поверхностей. Изучена адсорбция кислорода на разно ориентированных поверхностях сплава. Установлено, что наиболее предпочтительными позициями для адсорбции кислорода являются ямочные позиции на поверхностях (0001) и (1120)Ti-Al и мостиковые позиции на поверхности (1100)Ti-Al-1. Обсуждаются структурные и электронные факторы, обусловливающие их энергетическую предпочтительность. Показано, что независимо от ориентации поверхности кислород "предпочитает" обогащенные титаном позиции. Обсуждается влияние кислорода на атомную и электронную структуру низкоиндексных поверхностей. Установлено, что при низких концентрациях кислорода формирование его химической связи с атомами титана и/или алюминия поверхностных и подповерхностных слоев приводит к появлению низколежащих состояний, отщепленных от дна валентных зон металлов, что сопровождается образованием псевдощели и ослаблением металлических связей Ti-Al в поверхностных слоях. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант N 14-02-91150_ГФЕН), а также частично в рамках проекта N 23.1.2 ИФПМ СО РАН и поддержана программой повышения конкурентоспособности ТГУ. Численные расчеты выполнены на суперкомпьютере SKIF-Cyberia в Томском государственном университете, а также с использованием ресурсов суперкомпьютерного комплекса МГУ им. М.В. Ломоносова. DOI: 10.21883/FTT.2017.09.44858.036
  1. Z. Li, W. Gao. In: Intermetallics research progress / Eds Y.N. Berdovsky. Nova Science Publ., N.Y. (2008). P. 1
  2. Я. Полмеар. Легкие сплавы: от традиционных до нанокристаллов. Техносфера, М. (2008). 464 c
  3. F.H. Froes, C. Suryanarayana, D. Eliezer. J. Mater. Sci. 27, 5113 (1992)
  4. Y. Umakoshi, M. Yamaguchi, T. Sakagami, T. Yamane. J. Mater. Sci. 24, 1599 (1989)
  5. F. Dettenwanger, M. Schutze. Oxid. Met. 54, 121 (2000)
  6. R.G. Reddy. JOM 54, 65 (2002)
  7. M.P. Brady, P.F. Tortorelli. Intermetallics 12, 779 (2004)
  8. J.G. Speight. Lange's handbook of chemistry. 16th ed. McGraw-Hill, N.Y. (2005). P. 124
  9. A.Y. Lozovoi, A. Alavi, M.W. Finnis. Phys. Rev. Lett. 85, 610 (2000)
  10. H. Li, S. Wang, H. Ye. J. Mater. Sci. Technol. 25, 569 (2009)
  11. S.-Y. Liu, J.-X. Shang, F.-H. Wang, Y. Zhang. Phys. Rev. B 79, 075419 (2009)
  12. L. Wang, J.-X. Shang, F.-H. Wang, Y. Zhang, A. Chroneos. J. Phys.: Condens. Matter. 23, 265009 (2011)
  13. Y. Song, J.H. Dai, R. Yang. Surf. Sci. 606, 852 (2012)
  14. L. Wang, J.-X. Shang, F.-H. Wang, Y. Chen, Y. Zhang. Acta Mater. 61, 1726 (2013)
  15. S.E. Kulkova, A.V. Bakulin, Q.M. Hu, R. Yang. Comp. Mater. Sci. 97, 55 (2015)
  16. А.В. Бакулин, C.Е. Кулькова, Ц.М. Ху, Р. Янг. ЖЭТФ 147, 292 (2015)
  17. А.М. Латышев, А.В. Бакулин, С.Е. Кулькова, Ц.М. Ху, Р. Янг. ЖЭТФ 150, 1140 (2016)
  18. S.-Y. Liu, S. Liu, D. Li, T.M. Drwenski, W. Xue, H. Dang, S. Wang. Phys. Chem. Chem. Phys. 14, 11160 (2012)
  19. L.-J. Wei, J.-X. Guo, X.-H. Dai, Y.-L. Wang, B.-T. Liu. Surf. Rev. Lett. 22, 1550053 (2015)
  20. L.-J. Wei, J.-X. Guo, X.-H. Dai, L. Guan, Y.-L. Wang, B.-T. Liu. Surf. Interface Anal. 48, 1337 (2016)
  21. V. Maurice, G. Despert, S. Zanna, P. Josso, M.-P. Bacos, P. Marcus. Acta Mater. 55, 3315 (2007)
  22. P.E. Blochl. Phys. Rev. B 50, 17953 (1994)
  23. G. Kresse, J. Joubert. Phys. Rev. B 59, 1758 (1999)
  24. G. Kresse, J. Hafner. Phys. Rev. B 48, 13115 (1993)
  25. G. Kresse, J. Furthmuller. Phys. Rev. B 54, 11169 (1996)
  26. G. Kresse, J. Furthmuller. Comp. Mater. Sci. 6, 15 (1996)
  27. J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996)
  28. H.J. Monkhorst, J.D. Pack. Phys. Rev. B 13, 5188 (1976)
  29. H. Shi, C. Stampfl. Phys. Rev. B 76, 075327 (2007)
  30. K.P. Huber, G. Herzberg. Molecular spectra and molecular structure IV: constants of diatomic molecules. Van Nostrand Reinhold, N.Y. (1979). 716 p
  31. Y.L. Liu, L.M. Liu, S.Q. Wang, H.Q. Ye. Intermetallics 15, 428 (2007)
  32. M.H. Yoo, J. Zou, C.L. Fu. Mater. Sci. Eng. A 192/193, 14 (1995)
  33. W.B. Pearson. A handbook of lattice spacing and structures of metals and alloys. 1st ed. Pergamon Press, N.Y. (1958). 1054 p
  34. K. Tanaka., K. Okamoto, H. Inui, Y. Minonishi, M. Yamaguchi, M. Koiwa. Philos. Mag. A 73, 1475 (1996)
  35. F.D. Murnaghan. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 30, 244 (1944)
  36. T. Hong, T.J. Watson-Yang, X.-Q. Guo, A.J. Freeman, T. Oguchi, J.-H. Xu. Phys. Rev. B 43, 1940 (1991)
  37. D. Sornadurai, B. Panigrahi, Ramani. J. Alloys Compd. 305, 35 (2000)
  38. D. Music, J.M. Schneider. Phys. Rev. B 74, 174110 (2006)
  39. Y. Wei, H.-B. Zhou, Y. Zhang, G.-H. Lu, H. Xu. J. Phys.: Condens. Matter 23, 225504 (2011)
  40. C.Y. Jones, W.E. Luecke, E. Copland. Intermetallics 14, 54 (2006)
  41. R. Hultgren, P.D. Desai, M. Gleiser, D.T. Hawkins. Selected values of thermodynamic properties of binary alloys. American Society for Metals, Metals Park, OH (1973). 1435 p
  42. F.R. de Boer, R. Boom, W.C.M. Mattens, A.R. Miedema, A.K. Niessen. Cohesion in metals: transition metal alloys. North Holland, Amsterdam (1989). 758 p
  43. Smithells metals references book / Eds E.A. Brandes, G.B. Brook. 7th ed. Butterworth-Heinemen, London (1992). 1800 p
  44. L. Wang, J.-X. Shang, F.-H. Wang, Y. Zhang. Appl. Surf. Sci. 276, 198 (2013)
  45. G. Henkelman, B.P. Uberuaga, H. Jonsson. J. Chem. Phys. 113, 9901 (2000)
  46. Т.И. Спиридонова, А.В. Бакулин, С.Е. Кулькова. ФТТ 57, 1873 (2015)
  47. S.E. Kulkova, A.V. Bakulin, S.S. Kulkov, S. Hocker, S. Schmauder. Phys. Scripta 90, 094010 (2015)
  48. M.R. Shanabarger. Mater. Sci. Eng. A 153, 608 (1992)
  49. M.R. Shanabarger. Appl. Surf. Sci. 134, 179 (1998)
  50. J. Rusing, C. Herzig. Intermetallics 4, 647 (1996).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme