VI和VIA族金属元素掺杂对TiAl基合金力学性能影响机制的理论研究

金属元素掺杂可以改善TiAl基合金的强度，但同时会部分损失其它相关性能，综合力学性能难以平衡。如何在加入合金元素提高强度的同时不降低塑性和韧性，这就要求我们了解掺杂元素对TiAl基合金力学性能的影响机制。合金的宏观性能与其微观电子结构密切相关，本项目利用第一性原理方法从微观电子结构（能带、电子态密度、电荷密度）出发研究同主族金属元素（VA（V、Nb、Ta）和VIA(Cr、Mo、W)）掺杂对TiAl基合金体系的基本物性（晶格常数、体弹模量）以及力学性质（弹性常数、应力应变曲线）的影响。根据同主族金属元素的电子结构特点和掺杂后TiAl基合金体系的微观电子结构的变化关系，得到金属元素掺杂对TiAl基合金力学性能的影响机制。

本项目利用第一性原理方法研究了金属元素掺杂对TiAl合金体系力学性质的影响。分析了金属原子掺杂占位情况及其对结构的影响，计算了不同压力下体系的状态方程。根据计算得到的弹性常数、体弹模量及剪切模量研究了不同类型元素掺杂对体系力学性能的影响，最后从微观电子结构出发，分析金属元素掺杂对体系的稳定性及强度的影响。完成论文5篇，其中SCI收录3篇，1篇已录用待发表。