| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 引言 | 第12-14页 |
| 2 文献综述 | 第14-51页 |
| 2.1 TiAl金属间化合物合金概况 | 第14-16页 |
| 2.2 TiAl合金的抗氧化性研究 | 第16-24页 |
| 2.2.1 TiAl合金的初期氧化 | 第17-18页 |
| 2.2.2 TiAl合金的长期恒温氧化 | 第18-20页 |
| 2.2.3 TiAl合金的循环氧化 | 第20页 |
| 2.2.4 合金元素对TiAl合金氧化性能的影响 | 第20-24页 |
| 2.3 TiAl合金的摩擦磨损性能研究 | 第24-30页 |
| 2.3.1 提高耐磨性能的常用方法 | 第24-25页 |
| 2.3.2 影响合金摩擦磨损性能的主要因素 | 第25-30页 |
| 2.4 TiAl合金的模拟计算研究 | 第30-47页 |
| 2.4.1 占位计算 | 第30-33页 |
| 2.4.2 抗氧化性计算 | 第33-42页 |
| 2.4.3 扩散计算 | 第42-47页 |
| 2.5 研究内容及研究意义 | 第47-51页 |
| 2.5.1 研究内容 | 第47-50页 |
| 2.5.2 研究意义 | 第50-51页 |
| 3 第一性原理计算的研究方法 | 第51-66页 |
| 3.1 基于密度泛函理论的第一性原理计算 | 第51-56页 |
| 3.2 0K时的状态方程 | 第56页 |
| 3.3 高温下的热力学计算 | 第56-61页 |
| 3.3.1 振动贡献:Debye-Grunseisen模型 | 第57-59页 |
| 3.3.2 振动贡献:声子计算 | 第59-60页 |
| 3.3.3 热电子自由能 | 第60-61页 |
| 3.4 扩散计算 | 第61-66页 |
| 3.4.1 扩散原理 | 第61-62页 |
| 3.4.2 扩散过程中过渡态的计算(NEB) | 第62-63页 |
| 3.4.3 爬坡弹性带方法(CINEB) | 第63页 |
| 3.4.4 计算间隙扩散 | 第63-64页 |
| 3.4.5 热力学和动力学模拟计算 | 第64-66页 |
| 4 Nb等合金元素在TiAl合金中的占位稳定性 | 第66-91页 |
| 4.1 计算方法 | 第66-69页 |
| 4.1.1 第一原理计算的基本设定 | 第66页 |
| 4.1.2 不同TiAl结构相的模型的比较 | 第66-69页 |
| 4.2 验证计算的准确性 | 第69-77页 |
| 4.2.1 γ-TiAl相的晶格结构常数 | 第69-70页 |
| 4.2.2 合金元素对晶格常数、体积、体弹模量的影响 | 第70-76页 |
| 4.2.3 测试TiAl合金的热力学性能 | 第76-77页 |
| 4.3 在0K温度时合金元素在γ-TiAl相中的占位稳定性 | 第77-85页 |
| 4.3.1 形成焓 | 第77-79页 |
| 4.3.2 以纯元素和X_(Al)和X_(Ti)作为参考态的反应生成能 | 第79-82页 |
| 4.3.3 以Ti_3Al、Al_3Ti、合金元素X作为参考态的反应生成能 | 第82-85页 |
| 4.4 在高温情况下的占位趋势 | 第85-89页 |
| 4.5 本章小结 | 第89-91页 |
| 5 Nb对γ-TiAl合金中O扩散的影响 | 第91-108页 |
| 5.1 研究方法 | 第91-92页 |
| 5.2 O在γ-TiAl相中的占位稳定性 | 第92-97页 |
| 5.3 O在γ-TiAl相中的扩散 | 第97-101页 |
| 5.3.1 使用CI-NEB计算γ-TiAl相中O的扩散 | 第97-98页 |
| 5.3.2 γ-TiAl相中O的扩散势垒 | 第98-101页 |
| 5.4 Nb对-γTiAl相中O的扩散势垒的影响 | 第101-104页 |
| 5.5 Nb元素对γ-TiAl相中O的扩散系数的影响 | 第104-106页 |
| 5.6 本章小结 | 第106-108页 |
| 6 Nb对α_2-Ti_3Al相中O扩散的影响 | 第108-126页 |
| 6.1 研究方法 | 第108-109页 |
| 6.2 氧在Ti_3Al相中的占位稳定性 | 第109-114页 |
| 6.3 氧在Ti_3Al相中的扩散 | 第114-118页 |
| 6.3.1 Ti_3Al相中O的扩散 | 第114-116页 |
| 6.3.2 Ti_3Al相中O的扩散势垒 | 第116-118页 |
| 6.4 Nb元素对氧在Ti_3Al中的扩散势垒的影响 | 第118-120页 |
| 6.5 Nb元素对氧在Ti_3Al相中的扩散系数的影响 | 第120-124页 |
| 6.5.1 Ti_3Al相中O的扩散系数 | 第120-123页 |
| 6.5.2 Nb对Ti_3Al相中O的扩散系数的影响 | 第123-124页 |
| 6.6 本章小结 | 第124-126页 |
| 7 Nb等合金元素对Al_2O_3和TiO_2氧化膜生长的影响 | 第126-138页 |
| 7.1 计算模型和计算方法 | 第126-133页 |
| 7.2 Nb等合金元素对Al-O、Ti-O键合强度的影响 | 第133-136页 |
| 7.3 氧化物Al_2O_3、TiO_2、Nb_2O_5的熔点和生成焓 | 第136-137页 |
| 7.4 本章小结 | 第137-138页 |
| 8 Nb对TiAl合金摩擦磨损性能的影响 | 第138-155页 |
| 8.1 实验方法 | 第138-140页 |
| 8.1.1 样品制备和表征 | 第138-139页 |
| 8.1.2 磨损装置和试验 | 第139-140页 |
| 8.2 高Nb-TiAl合金的摩擦磨损性能 | 第140-145页 |
| 8.2.1 摩擦和磨损行为 | 第140-142页 |
| 8.2.2 摩擦和磨损轨迹形态 | 第142-145页 |
| 8.3 高Nb-TiAl合金摩擦磨损的机理和影响因素 | 第145-146页 |
| 8.4 Nb对TiAl合金的摩擦磨损性能的影响机理 | 第146-153页 |
| 8.4.1 Nb对TiAl合金摩擦系数的影响 | 第146-148页 |
| 8.4.2 Nb对TiAl合金耐磨性影响的机理研究 | 第148-153页 |
| 8.5 本章小结 | 第153-155页 |
| 9 结论、创新点和展望 | 第155-160页 |
| 9.1 结论 | 第155-157页 |
| 9.2 创新点 | 第157-158页 |
| 9.3 展望 | 第158-160页 |
| 参考文献 | 第160-175页 |
| 作者简历及在学研究成果 | 第175-180页 |
| 学位论文数据集 | 第180页 |
