Mn掺杂对TiAl合金物性影响的第一性原理研究任务书
2020-06-03 22:08:03
1. 毕业设计(论文)的内容和要求
近年来随着航空航天技术的发展,需要进一步减轻发动机零部件的自重,提高发动机的热效率,这就需要探索更优异的发动机结构材料。TiAl合金的室温模量约为176GPa,密度远低于Ni基合金,抗蠕变性能和弹性模量均优于Ti合金,使用温度接近900℃,可以填补高温Ti合金和Ni基高温合金的使用空白。TiAl基合金的组织和性能极大地依赖第3合金元素,2%(原子分数)的Cr、Mn、V等过渡族元素的添加能改善TiAl基合金的塑性。本课题从原子尺度出发,利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究金属元素Mn掺杂对TiAl合金体系力学性能的影响,为今后的应用提供理论依据。 本次论文的内容为: (1) 查阅中外文资料15篇以上,了解TiAl结构特点以及如何利用第一性原理的方法研究Mn元素掺杂机理。 (2) 翻译相关外文文献资料1篇。 (3) 制定研究方案1份,并进行讨论。 (4) 学习Materials Studio软件中的CASTEP模块,能够完成本课题的计算工作和结果分析工作。 (5) 整理计算结果并撰写毕业论文1份,参加论文答辩。 要求:学生应对选题的目的、意义、本课题国内外的研究现状进行综述,提出立论的基本依据,通过分析提出自己的方案,并进行建模、计算以及结果分析。论文字数不少于1.2万。 |
2. 参考文献
1. L. Yang, F.Y. Zhang, M.F. Yan, M.L. Zhang, Microstructure and mechanical properties of multiphase layer formed during thermo-diffusing of titanium into the surface of C17200 copper-beryllium alloy[J]. Appl. Surf. Sci., 2014,(292):225-230. 2. Y.D. Zhu, M.F.Yan, Y.X.Zhang, et al.First-principles investigation of structural, mechanical and electronic properties for Cu#8211;Ti intermetallics [J]. Computational Materials Science, 2016,(123):70-78. 3. S.Semboshi, T.Al-Kassab, R.Gemma, R.Kirchheim. Microstructural evolution of Cu-1 at% Ti alloy aged in a hydrogen atmosphere and its relation with the electrical conductivity[J]. Ultramicroscopy, 2009,(109):593-598. 4. P.Djemia, M.Benhamida, K.Bouamama, et al. Structural and elastic properties of ternary metal nitrides TixTa1-xN alloys:first-principles calculations versus experiments[J]. Surf. Coat. Technol, 2013,(215):199-208. 5. Y.H.Duan, B.Huang, Y.Sun, et al. Stability, elastic properties and electronic structures of the stable Zr-Al intermetallic compounds: a firstprinciples investigation[J]. Alloys Comp., 2014,(590):50-60. 6. Z.Lv, Y.Cheng, X.Chen, et al. First principles study of electronic, bonding,elastic properties and intrinsic hardness of CdSiP2[J]. Comp. Mater. Sci. , 2013,(77):114-119. 7. DAVID A, NELSON J, RUOFF A L. The compressive strength of perfect diamond[J]. J. Appl. Phys., 2011,(50):2763-2764. 8. LUO X.G., LIU Z.Y., XU B., et al. Compressive strength of diamond from First-principles calculation[J]. J. Phys. Chem. C, 2010,(114):17851-17853. 9. 秦永和, 乔英杰. Sm、La掺杂结构和性能的第一性原理计算 [J]. 哈尔滨工业大学学报, 2015,(05). 10. 宋庆功, 闫洪洋, 果福娟,等. Zr替位掺杂γ-TiAl的稳定性和热学性质研究 [J]. 功能材料, 2014,(19). 11. 王海燕, 胡前库, 杨文朋,等. 金属元素掺杂对TiAl合金力学性能的影响 [J]. 物理学报, 2016,(07). 12. 王海燕, 历长云, 李旭升,等. Mo掺杂对TiAl合金物性影响的第一性原理研究 [J]. 稀有金属材料与工程, 2015,(11). 13. 吴迪. TiAl合金基本物性的第一性原理研究 [J]. 沈阳航空工业学院学报, 2008,(01). 14. 陈律, 彭平, 韩亚利. L1_0-TiAl基本物性的计算与比较研究 [J]. 材料科学与工艺, 2007,(01). 15. 陈律, 王震. Sc在l1_0-TiAl金属间化合物中占位的理论研究 [J]. 长沙航空职业技术学院学报, 2006,(02). 16. 路庄, 王少峰. Fe_2TiAl热膨胀和弹性性质的第一性原理研究 [J]. 重庆理工大学学报(自然科学), 2014,(07). |
3. 毕业设计(论文)进程安排
起讫日期 |
设计(论文)各阶段工作内容 |
备 注 |
2016.12.20~2017.01.15 |
查阅中外文资料,翻译外文资料 |
参加讨论 |
2017.02.23~2017.03.05 |
撰写开题报告 |
参加开题答辩 |
2017.03.06~2017.03.16 |
制定研究方案,学习软件 |
参加讨论 |
2017.03.17~2017.03.22 |
前期的计算研究,结果分析 |
参加讨论 |
2017.03.23~2017.05.05 |
撰写中期报告 |
参加中期检查答辩 |
2017.05.06~2017.05.19 |
后期的计算研究,结果分析,补充计算 |
参加讨论 |
2017.05.20~2017.06.13 |
整理数据,撰写论文,准备答辩 |
参加毕业论文答辩 |
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