金属学报

作者：王京京, 姚志浩, 张鹏, 赵杰, 张迈, 王蕾, 董建新, 陈迎

单位：1.北京科技大学 材料科学与工程学院 北京 100083；2.北京科技大学 物理系 北京 100083；3.Fracture and Reliability Research Institute, Tohoku University, 6-6-11 Aramakiaza-Aoba, Aoba-ku, Sendai 980-8579, Japan

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,

基金：国家自然科学基金项目(51771017,52271087)

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。

来源：2024年第9期

《金属学报》期刊编辑部

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