朱攀攀
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郭学锋
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陈昊
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崔红保
材料热处理学报
采用基于密度泛函理论的第一性原理法对Co-Sc体系中CoSc、Co2Sc和CoSc2化合物的热力学参数、电子结构和弹性性质进行计算,分析了3种化合物结构的稳定性和力学性能.结果表明:3种化合物CoSc、Co2Sc和CoSc2形成能分别是-0.54、-0.51和-0.36 eV,结合能分别为-6.08、-6.07和-5.56 eV.热力学能均是负值,3种化合物能稳定存在.CoSc、Co2 Sc和CoSc2费米能级分别为0.6、7.8和8.1 eV,CoSc在费米能级处的电子能量最小稳定性最好.态密度图分析3种化合物都是金属间化合物.CoSc的Co(p)、(d)轨道和Sc(p)、(d)轨道电子明显重叠,发生了强烈的杂化作用.CoSc、Co2Sc和CoSc2体积模量分别为2.7、172.1和59.3 GPa,Co2Sc有最强的抵抗体积变化特性.CoSc、Co2 Sc和CoSc2剪切模量分别为72.7、70.1和20.9GPa,CoSc的刚度相对较强.CoSc的B/G＜ 1.75为脆性材料,而Co2Sc、CoSc2的B/G分别为2.46、2.84为塑性材料.
关键词:
Co-Sc金属间化合物
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第一性原理
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热力学能
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弹性性质
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电子结构
常亚涛
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郭学锋
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崔红保
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原志鹏
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朱攀攀
中国有色金属学报
采用真空电弧熔炼水冷铜模吸铸法制备Ni-50％Sc合金(摩尔分数,下同),采用程序计算、光学和扫描电子显微镜分析B2-NiSc金属间化合物急冷快速凝固组织的演化规律,采用XRD和EDS分析合金组织的相组成.结果表明:以名义成分Ni-50％Sc配制合金,真空水冷铜模吸铸成d2、d5和d8mm急冷试样对应的凝固速率分别为3112、497.9和194.5 K/s.(R)=1.5 mm为临界尺寸,对应着凝固速率的骤然变化.因Sc含量的损失,枝晶间出现了共晶(Ni2Sc+NiSc)组织;R＞(Ro)(d5和d8mm试样),凝固组织为粗大枝晶B2-NiSc+共晶(Ni2Sc+NiSc)组织;R ＜(Ro)(d2 mm试样)为细小球状枝晶B2-NiSc+少量共晶(Ni2Sc+NiSc)组织.经Image-Pro Plus面积分析和计算,合金熔化过程中Sc烧损约为3.25％～3.31％,从理论上,通过亚快速凝固不能获得单相B2-NiSc.急冷快速凝固后组织经(970℃,72 h)均匀热处理后,d2 mm试样组织为粒状B2-NiSc+球状颗粒Ni2Sc,d5和d8 mm组织为粒状B2-NiSc+长条颗粒Ni2Sc.
关键词:
金属间化合物
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NiSc化合物
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组织演化
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急冷快速凝固
