典型医用钛合金材料电子结构及力学性能研究

来源期刊：功能材料与器件学报2020年第1期

论文作者：张婷 汪可

文章页码：35 - 40

关键词：TiO₂;Ti-Mo;电子结构;力学性能;第一性原理;

摘    要：随着科技的飞速发展,在二十一世纪的今天,许多金属运用于现代医学领域;其中钛及其合金因其高强度、低弹性模量、生物相容性好等优势,而占据医用金属材料的半壁江山。二氧化钛(TiO₂ )由于其具有优异的能带结构、较好的化学稳定性、较高的催化性以及较低的价格,从而使其在体外辅助治疗材料方面应用最为广泛。本文基于密度泛函理论的第一性原理赝势法对不同结构的TiO₂和二元β型钛合金（Ti-Mo）的电学参数（禁带宽度、态密度）和力学性能（弹性常数、弹性模量）进行了理论模拟计算。计算结果表明金红石型TiO₂是禁带宽度为2.03eV的直接半导体;锐钛矿型TiO₂是禁带宽度2.15eV的间接半导体。对Ti₁₅Mo₁、Ti₉Mo₇、Ti₁Mo₁₅三种Ti-Mo合金的计算结果表明,随着Mo元素的增加,Ti-Mo合金的β稳定性提升,弹性模量B、E、G均有所增加。