Tác động của tạp chất V, Nb và Mo đối với sự ổn định của các pha Titanium

S. O. Kasparyan1, A. V. Bakulin1, S. E. Kulkova1
1Institute of Strength Physics and Materials Science of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Tomsk, Russia

Tóm tắt

Phương pháp sóng gia tăng máy chiếu trong lý thuyết chức năng mật độ đã được sử dụng để thực hiện một nghiên cứu hệ thống về cấu trúc nguyên tử và điện tử của ba pha (α, β và α'') của titanium được pha tạp với V, Nb và Mo tùy thuộc vào nồng độ tạp chất. Các đặc điểm của cấu trúc điện tử do các nguyên tố tạp chất gây ra đã được xác định. Nồng độ tạp chất quan trọng tại đó xảy ra các biến đổi cấu trúc được thiết lập. Mối tương quan giữa nồng độ tạp chất quan trọng và mật độ electron hóa trị được phát hiện. Kết quả cho thấy hiệu ứng ổn định β của vanadi mạnh mẽ hơn với niobium, nhưng yếu hơn với Mo. Các xu hướng thu được phù hợp tốt với các kết quả thực nghiệm có sẵn.

Từ khóa

#tạp chất #titanium #ổn định #cấu trúc điện tử #lý thuyết chức năng mật độ

Tài liệu tham khảo

C. Leyens and M. Peters, Titanium and Titanium Alloys. Fundamentals and Applications, WILEY-VCH, Weinheim (2003). K. M. Rajan, K. S. Ashok, C. R. Bharat, et al., Mater. Today: Proc., 62, 3865–3868 (2022). S. V. Razorenov, G. V. Garkushin, A. S. Savinykh, et al., Fiz. Mezomekh., 24, No. 3, 17–25 (2021). V. E. Gyunter, V. V. Kotenko, M. Z. Mirgazizov, et al., Alloys with Shape Memory in Medicine [in Russian], Izd. Tomskogo Univers., Tomsk (1986). F. H. Froes and M. Qian, Titanium in Medical and Dental Applications, Woodhead Publishing, Cambridge (2018). E. S. Fisher and C. J. Renken, Phys. Rev., 135, No. 2A, A482–A494 (1964). T. Ando, K. Nakashima, T. Tsuchiyama, et al., Mater. Sci. Eng. A, 486, No. 1–2, 228–234 (2008). H. Y. Kim and S. Miyazaki, Mater. Trans., 56, No. 5, 625–634 (2015). R. Dong, H. Kou, L. Wu, et al., J. Mater. Sci., 56, 1685–1693 (2021). M. Niinomi, J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 1, 30–42 (2008). T. Ozaki, H. Matsumoto, S. Watanabe, et al., Mater. Trans., 45, No. 8, 2776–2779 (2004). E. S. Marchenko, G. A. Baigonakova, and A. A. Klopotov, Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Fiz., 57, No. 6/2, 68–74 (2014). A. Panin, A. Dmitriev, A. Nikonov, et al., Metals, 12, 732-1–16 (2022). N. Skripnyak, A. V. Ponomareva, M. P. Belov, and I. Abrikosov, Mater. Des., 140, 357−365 (2018). A. Shugurov, A. Panin, M. Kazachenok, et al., Metals, 11, 1882-1–12 (2021). V. E. Egorushkin and S. E. Kulkova, J. Phys. F: Met. Phys., 12, 2823–2828 (1982). Ch. E. Lekka, J. J. Gutiérrez-Moreno, and M. Calin, J. Phys. Chem. Solids, 102, 49–61 (2017). P. E. Blöchl, Phys. Rev. B, 50, 17953–17979 (1994). G. Kresse and D. Joubert, Phys. Rev. B, 59, 1758–1775 (1999). J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett., 77, 3865–3868 (1996). R. M. Wood, Proc. Phys. Soc., 80, 783–786 (1962). O. N. Senkov, B. C. Chakoumakos, J. J. Jonas, et al., Mater. Res. Bull., 36, 1431–1440 (2001). O. B. Perevalova and A. V. Panin, Fiz. Khim. Obrab. Met., 6, 50–62 (2017). B. Thaddeus, Binary Alloys Phase Diagrams, V. 2, American Society for Metals, Metals Park, Ohio (1987). R. P. Kolli, W. J. Joost, and S. Ankem, JOM, 67, 1273–1280 (2015).