Упругие свойства B2-NiAl с добавлением W: исследование из первых принципов
Российский научный фонд (РНФ), Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами», 22–12–00193
Пономарева А.В.
11Лаборатория моделирования и разработки новых материалов, Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (НИТУ "МИСиС"), Москва, Россия
Email: alena.ponomareva@misis.ru
Поступила в редакцию: 15 сентября 2022 г.
В окончательной редакции: 15 сентября 2022 г.
Принята к печати: 16 сентября 2022 г.
Выставление онлайн: 12 ноября 2022 г.
Изучен эффект влияния легирования вольфрама на упругие свойства B2-NiAl при низкотемпературном и высокотемпературном способах размещении W по подрешеткам. С помощью метода точных MT-орбиталей в сочетании с методом когерентного потенциала рассчитаны константы C11,C12,C44, модуль Юнга E, модуль сдвига G, значения давления Коши, соотношения G/B. С использованием феноменологических критериев корреляции между пластичностью и упругими константами показано, что добавление вольфрама может улучшить пластические характеристики B2-NiAl в обоих типах сплавов. Установлено, что при высокотемпературном способе размещения вольфрама на Al подрешетке наблюдается потеря механической стабильности и уменьшение механических свойств при увеличении концентрации W. В сплавах с низкотемпературным распределением атомов вольфрама на обеих подрешетках возникает уникальное сочетание свойств - при увеличении содержания W помимо увеличения пластичности наблюдается одновременное увеличение упругих постоянных C44 и C11, модулей сдвига G и Юнга E. С помощью расчета плотности электронных состояний проанализированы различия в поведении упругих постоянных в сплавах с разным типом размещения вольфрама. Ключевые слова: NiAl, легирующие элементы, вольфрам, упругие свойства, пластичность, первопринципные расчеты.
- N. Trung, H. Phuong, M.D. Starostenkov. Lett. Mater. 9, 168 (2019)
- E.M. Schulson, D.R. Barker. Scripta Met. 17, 519 (1983)
- H. Li, J. Guo, H. Ye, Q. Wang, J.C. He. Mater. Lett. 62, 61 (2008)
- G. Frommeyer, R. Rablbauer, H.J. Schafer. Intermetallics 18, 299 (2010)
- K. Ishida, R. Kainuma, N. Ueno, T. Nishizawa. Met. Mater. Trans. A 22, 441 (1991)
- V.V. Gostishchev, I.A Astapov, S.N. Khimukhin. Inorganic Mater.: Appl. Res. 8, 546 (2017)
- E. Liu, Y. Gao, J. Jia, Y Bai, W. Wang. Mater. Sci. Eng. A 592, 201 (2014)
- S. Ameri, Z Sadeghian, I Kazeminezhad. Intermetallics 76, 41 (2016)
- A.I. Kovalev, D.L Wainstein, A.Y. Rashkovskiy. Appl. Surf. Sci. 354, 323 (2015)
- C. Zhang, P. Han, J. Li, M. Chi, L. Yan, Y. Liu, X. Liu, B. Xu. J, Phys. D 41, 095410 (2008)
- C. Jiang, J. Sordelet, B. Gleeson. Acta Mater. 54, 2361 (2006)
- C. Zhang, F. Tian, X. Ni. Chin. Phys. B 29, 036201 (2020)
- P. Lazar, R. Podloucky. Phys. Rev. B 73, 104114 (2006)
- A.V. Ponomareva, E.I. Isaev, Yu.Kh. Vekilov, I.A. Abrikosov, Phys. Rev. B 85, 144117 (2012)
- A.V. Ponomareva, Y.K. Vekilov, I.A. Abrikosov. J. Alloys Compd 586, S274 (2014)
- K.P. Sidnov, D.S. Belov, A.V. Ponomareva, I.A. Abrikosov, A.M. Zharmukhambetova, N.V. Skripnyak, S.A. Barannikova, A.S. Rogachev, S. Rouvimov, A.S. Mukasyan. J. Alloys Compd. 688, 534 (2016)
- C. Jiang. Acta Mater. 55, 4799 (2007)
- L. Vitos. Computational Quantum Mechanics for Materials Engineers: The EMTO Method and Applications. Springer-Verlag, London (2007)
- G. Grimvall. Thermophysical Properties of Materials, 1st ed., Elsevier, N.Y. (1999)
- C. Asker, L. Vitos, I.A. Abrikosov. Phys. Rev. B 79, 214112 (2009)
- D. Pettifor. Mater. Sci. Technol. 8, 345 (1992)
- S.F. Pugh. Phil. Mag. 45, 823 (1954)
- L. Vitos, I.A. Abrikosov, B. Johansson. Phys. Rev. Lett. 87, 156401 (2001)
- L. Vitos, P.A. Korzhavyi, B. Johansson. Phys. Rev. Lett. 88, 155501 (2002)
- J. Zhang, C. Cai, G. Kim, Y. Wang, W. Chen. npj Comput. Mater. 8, 89 (2022)
- D. Music, T. Takahashi, L. Vitos, C. Asker, I.A. Abrikosov, J.M. Schneider. Appl. Phys. Lett. 91, 191904 (2007)
- T. Gebhardt, D. Music, D. Kossmann, M. Ekholm, I.A. Abrikosov, L. Vitos, J.M. Schneider. Acta Mater. 59, 3145 (2011)
- J. Zhang, P.A. Korzhavyi, J. He, Materials Today Commun. 28, 102551 (2021)
- J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996)
- J. Kollar, L. Vitos, H.L. Skriver. In: Electronic Structure and Physical Properties of Solids: The Uses of the LMTO Method, Lecture Notes in Physics / Ed. H. Dreysse. Springer-Verlag, Berlin (2000). С. 85
- G. Simmons, H. Wang. Single Crystal Elastic Constants and Calculated Aggregate Properties: A Handbook. MIT Press, Cambridge, MA (1971)
- N. Rusovicand, H. Warlimont. Phys. Status Solidi A 44, 609 (1977)
- T. Davenport, L. Zhou, J. Trivisonno Phys. Rev. B 59, 3421 (1999)
- M. Mostoller, R. M. Nicklow, D. M. Zehner, S.-C. Lui, J.M. Mundenar, E.W. Plummer. Phys. Rev. B 40, 2856 (1989)
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.