石墨烯/钛界面合金元素偏聚与界面反应抑制机理

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单位哈尔滨工业大学材料科学与工程学院;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室;哈尔滨工业大学分析测试与计算中心;
来源中国材料进展
出版年2024
期号03
摘要
石墨烯/Ti基复合材料因具有轻质、高比强度和优异的耐腐蚀性特性而成为极具竞争力的金属基复合材料。然而,石墨烯作为一种优秀的增强体,由于可与Ti发生剧烈的界面反应,严重阻碍了石墨烯/Ti基复合材料的发展与应用。使用第一性原理计算研究合金元素对石墨烯/Ti复合材料界面行为以及电子结构的影响。选取9种合金元素(Ta, Mo, Sn, Pd, Si, Ni, Co, Mn和N)构建Ti/石墨烯/Ti界面掺杂模型,计算界面偏聚能、电子态密度、布局分析以及差分电荷密度。研究发现,当掺杂的合金元素为Ta, Mo和Sn时,界面偏聚能力较弱。同时,分析电子性质可以发现这9种合金元素均削弱了Ti原子与C原子之间的电荷转移。为新型基体钛合金设计和高性能石墨烯增强钛基复合材料设计提供了新的途径,为高性能石墨烯/Ti基复合材料的新型基体钛合金设计提供了重要参考。

@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)

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