活性元素铪对热障涂层关键界面的强化机理
本文总结回顾作者近年来从第一性原理出发，以应用广泛的高温热障涂层中γ-Ni(Al)/α-Al2O3 界面为例，通过建立合理的物理和热力学模型，结合电子密度泛函的系列计算，针对温度、原子化学配比、化学活度、杂质、和合金元素与界面结合强度的相关性所开展的一系列理论计算研究实践。研究结果表明： (1) 在感兴趣的温度区间（1300-1600 K），界面的平衡相结构为富Al 相（Al-rich），但靠近理想化学配比相（Stoichiometric）的相界；(2) 在可能共存的这两种界面中，富Al 相界面的结合强度较高，约三倍于理想化学配比相界面。能量学计算结合价电荷密度和差分密度分析，充分揭示： (1) “杂质硫效应”- 硫有向界面富集的强烈趋向，并因此严重削弱界面强度（可降低60～70％）；(2) “活性元素的界面强化机理”- 以铪为例，对此类界面存在至少三种强化机理，即有效钉扎杂质硫，直接参与界面成键，和界面置换杂质硫。本文对该三种强化效应均单独做出了定量评估。
活性元素 热障涂层界面 界面结合强度 强化机理
江勇
中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙 410083 美国加州大学圣芭芭拉分校材料系，加州圣芭芭拉 93106
国内会议
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2010-06-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）