Ti-Al层状复合材料相界面扩散反应层的电子结构

复合材料学报, 2014, 31(5): 1350-1356.

Ti-Al层状复合材料相界面扩散反应层的电子结构

韩朝辉 ^1, , 周生刚 ^2, , 竺培显 ^3, , 郭佳鑫 ^4,

1.昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明,650093

2.昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明,650093

3.昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明,650093

4.昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明,650093

基金项目: 国家自然科学基金(51264025,51201080,51074082) 国家“863”计划(2009AA03Z512)

关键词：层状复合材料 , 扩散反应层 , Ti-Al金属间化合物 , 第一性原理 , 电子结构

Electronic structure of phase interface diffusion reaction layer of Ti-Al laminar composites

Keywords： laminar composites , diffusion reaction layer , Ti-Al intermetallic compound , first-principle , electronic structure

采用热压扩散焊接法制备Ti-Al层状复合材料,在不同的焊接温度条件下进行热压扩散焊接,利用SEM、EDS、XRD以及基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理模拟计算等分析测试手段研究了Ti-Al扩散偶的扩散反应层的反应产物以及电子结构特征.结果表明:当焊接温度≥560℃时,Ti-Al扩散偶相界面扩散反应层的反应产物主要是以金属间化合物Al3Ti为主,反应产物Al3Ti的总态密度(TDOS)的赝能隙为2.8 eV,相邻的Al原子和Ti原子的局域态密度(PDOS)的赝能隙也为2.8 eV,金属间化合物Al3Ti中所含的共价键较少,而金属键较多.因此,Al3Ti表现出更多的金属特性,具有较好的导电性,为Ti-Al层状复合材料作为一种新型电极材料奠定了基础.

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