合金元素在γ-TiAl表面氧化中的作用机制的第一性原理研究

γ-TiAl与传统的高温合金相比具有密度低、比强度高等优点，是一种很有应用前景的结构材料，限制其实际应用的主要原因之一就是其高温抗氧化能力不足。目前，实验方面的许多工作都集中在添加不同种类和不同含量的合金元素来提高其高温抗氧化能力。本项目拟采用第一性原理，研究Nb、Si和Cl等合金元素在TiAl、TiO2和Al2O3中的占位情况，通过计算合金化前后O、Ti、Al及其离子在上述材料中的扩散激活能，探讨合金元素对扩散的影响，探寻抑制TiO2生长、促使致密Al2O3氧化膜形成的条件和途径；同时还研究合金元素对TiO2/TiAl和Al2O3/TiAl界面结合强度的影响，找出氧化层剥落的原因和改进思路；最终阐明合金元素在TiAl表面氧化中的作用机制，为进一步提高TiAl的高温抗氧化能力提供理论基础。