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Investigación de Primeros Principios sobre la Adsorción y Difusión de Oxígeno en la Interfaz B2(110)-O(001) en Aleaciones Ti2AlNb

Autores: Zhang, Ming; Xiang, Hongping; Xu, Lin; Feng, Aihan; Qu, Shoujiang; Chen, Daolun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Adsorción
Difusión
Oxígeno
Interfaz
Rica en Ti
Rica en Nb

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 5

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se investigaron la adsorción y difusión de oxígeno en la interfaz B2(110)[1¯11]||O(001)[11¯0] en aleaciones de Ti2AlNb a través de cálculos de primeros principios. Solo un desajuste interfacial del 2.6% indica que B2(110)-O(001) es básicamente una interfaz coherente estable. Las energías de adsorción calculadas y las barreras de energía de difusión muestran que el oxígeno prefiere ocupar los sitios intersticiales ricos en Ti, y una vez atrapado, apenas difunde a otros sitios intersticiales, promoviendo así la formación preferencial de óxidos de Ti. Bajo la premisa de un entorno rico en Ti, un entorno rico en Nb es más favorable para la adsorción de oxígeno que un entorno rico en Al. Las estructuras electrónicas sugieren que los orbitales 2p de O ocupan principalmente la región de energía por debajo de -5 eV, formando enlaces con sus átomos coordinados de Ti, Al y Nb. Sin embargo, los orbitales 3p de Al y 4d de Nb cerca del nivel de Fermi se acoplan con los orbitales 2p de O distribuidos escasamente, formando anti-enlaces, lo que no es propicio para la adsorción de oxígeno. Debido a que los electrones 4d de Nb están más localizados que los electrones 3p de Al, el anti-enlace Nb-O es más débil. O-Ti tiene casi ninguna contribución al anti-enlace, lo que sugiere un buen enlace entre ellos. Esto es consistente con las observaciones experimentales de que TiO2 es el principal producto de oxidación.

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