编号：CYYJ043414
篇名：镍基高温合金中S元素对基体与热障涂层界面稳定性的影响
作者：王京京 姚志浩 张鹏 赵杰 张迈 王蕾 董建新 陈迎
关键词： 镍基高温合金 S元素 界面体系 电子结构 第一性原理计算
机构： 北京科技大学材料科学与工程学院 北京科技大学物理系 Fracture and Reliability Research Institute
摘要： 镍基高温合金中的S元素会对合金性能产生负面影响,在服役过程中含S体系的界面处会发生氧化膜剥落等现象,进而导致合金发生失效。本工作利用第一性原理计算,围绕S元素在镍基高温合金及其涂层的偏聚现象,研究了S元素对合金及NiAl涂层的影响机制。分析了Ni3Al/NiAl、NiAl/Al2O3的纯净界面和含S元素界面2种模型的界面黏附功、偏聚能及界面电荷情况。结果表明,合金中含S元素的体系界面黏附功变小,进而降低了界面稳定性;S元素在各自的体系内均有向界面偏聚的倾向。通过分析其界面电子结构(如二次差分电荷密度、Bader电荷、局域电子密度、态密度等)的演变,发现S元素的存在会减弱界面附近的键合,进而降低局部连接的紧密性。最后揭示了S元素对体系界面稳定性的影响机制。
