铜掺杂对γ′相影响的第一性原理研究

来源期刊：材料导报2019年第18期

论文作者：李亚敏 江璐 赵旺 陈银萍

文章页码：3085 - 3088

关键词：第一性原理;γ′相;铜掺杂;电子结构;

摘    要：实验表明,添加微量Cu会对Inconel 718合金的组织形貌产生很大影响,然而,目前关于Cu对Inconel 718合金辅助强化相γ′相（Ni₃Al）的影响机理尚不清晰。本工作采用基于第一性原理赝势平面波的方法从原子尺度上研究了Cu掺杂对γ′相几何和电子结构的影响,计算了掺杂前后不同结构相的晶胞总能量、形成热、结合能、态密度以及电荷密度,比较了掺杂前后不同结构相的稳定性。计算结果表明:Cu掺杂γ′相（Ni₃Al）系统后有优先占据Al原子位置的倾向,Cu的加入改变了系统的晶格常数;Cu的3d电子与其周围的Ni 3d电子和Al 3p电子发生微弱的轨道杂化;Cu的掺杂导致系统中Ni原子与Al原子之间的共价键作用减弱。因此,Cu原子掺杂γ′相（Ni₃Al）系统后使其稳定性降低。