Estudio de Primeros Principios de la Estabilidad Estructural y Propiedades Mecánicas de Aleaciones de Ta-W-Hf
Autores: Ran, Xudong; Huang, Shuhai; Zhou, Shaolan; Lei, Wei; Wu, Yang; Chen, Qiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Efecto
Propiedades mecánicas
Aleaciones Ta-W-Hf
Entalpía de formación
Constantes elásticas
Aleación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Para obtener el efecto de los elementos W y Hf en las propiedades mecánicas de las aleaciones Ta-W-Hf, se estudiaron las propiedades estructurales, mecánicas y electrónicas de las aleaciones Ta-xW-6.25Hf (x = 6.25, 12.50, 18.75, 25.00, 31.25, 50.00) utilizando cálculos de primeros principios basados en la teoría del funcional de densidad y el método de supercelda. La entalpía de formación calculada y las constantes elásticas aclaran que las aleaciones Ta-W-Hf tienen estabilidad estructural y dinámica. La entalpía de formación y la energía de cohesión disminuyen con el aumento del contenido de W, y la energía de cohesión aumenta cuando se añade el elemento Hf a la aleación Ta-W. Además, el módulo de compresión (B), el módulo de corte (G) y el módulo de Young (E) para cada una de las aleaciones Ta-xW aumentan gradualmente con el aumento de la concentración de W. El B, G y E de las aleaciones Ta-xW-6.25Hf son más bajos que los de la aleación Ta-xW bajo las mismas condiciones de contenido de W, lo que sugiere que la aleación de Hf con una mayor concentración de Ta-W se vuelve más blanda que la aleación Ta-W. Basado en la característica mecánica, la relación B/G y el coeficiente de Poisson de las aleaciones Ta-W-Hf son más altos que los de las aleaciones Ta-W con un contenido de W superior al 25%, la ductilidad de las aleaciones Ta-W-Hf mejora con la adición de Hf, y Hf puede reducir la anisotropía de las aleaciones Ta-W-Hf. Además, la densidad de estados electrónicos muestra que la aleación de W y Hf mejora la metalicidad de Ta. Los resultados de este trabajo proporcionan las ideas subyacentes necesarias para guiar el diseño de aleaciones Ta-W-Hf con excelentes propiedades mecánicas.
Descripción
Para obtener el efecto de los elementos W y Hf en las propiedades mecánicas de las aleaciones Ta-W-Hf, se estudiaron las propiedades estructurales, mecánicas y electrónicas de las aleaciones Ta-xW-6.25Hf (x = 6.25, 12.50, 18.75, 25.00, 31.25, 50.00) utilizando cálculos de primeros principios basados en la teoría del funcional de densidad y el método de supercelda. La entalpía de formación calculada y las constantes elásticas aclaran que las aleaciones Ta-W-Hf tienen estabilidad estructural y dinámica. La entalpía de formación y la energía de cohesión disminuyen con el aumento del contenido de W, y la energía de cohesión aumenta cuando se añade el elemento Hf a la aleación Ta-W. Además, el módulo de compresión (B), el módulo de corte (G) y el módulo de Young (E) para cada una de las aleaciones Ta-xW aumentan gradualmente con el aumento de la concentración de W. El B, G y E de las aleaciones Ta-xW-6.25Hf son más bajos que los de la aleación Ta-xW bajo las mismas condiciones de contenido de W, lo que sugiere que la aleación de Hf con una mayor concentración de Ta-W se vuelve más blanda que la aleación Ta-W. Basado en la característica mecánica, la relación B/G y el coeficiente de Poisson de las aleaciones Ta-W-Hf son más altos que los de las aleaciones Ta-W con un contenido de W superior al 25%, la ductilidad de las aleaciones Ta-W-Hf mejora con la adición de Hf, y Hf puede reducir la anisotropía de las aleaciones Ta-W-Hf. Además, la densidad de estados electrónicos muestra que la aleación de W y Hf mejora la metalicidad de Ta. Los resultados de este trabajo proporcionan las ideas subyacentes necesarias para guiar el diseño de aleaciones Ta-W-Hf con excelentes propiedades mecánicas.