![](/img/nop.png)
ZhETF, Vol. 150,
No. 6,
p. 1140 (December 2016)
(English translation - JETP,
Vol. 123, No. 6,
p. 991,
December 2016
available online at www.springer.com
)
Адсорбция кислорода на поверхностях с низкими индексами сплава TiAl3
Латышев А.М., Бакулин А.В., Кулькова С.Е., Ху Ц.М., Янг Р.
Received: May 2, 2016
DOI: 10.7868/S0044451016120105
Методом проекционных присоединенных волн в плоско-волновом базисе с обобщенным градиентным приближением для обменно-корреляционного функционала изучена адсорбция кислорода на поверхностях (001), (100) и (110) с низкими индексами сплава TiAl3. Установлено, что наиболее энергетически предпочтительными для адсорбции кислорода являются ямочные H-позиции на поверхности (001) и мостиковые В-позиции на поверхностях (110) и (100). Обсуждаются структурные и электронные факторы, обусловливающие их энергетическую предпочтительность. Проведен анализ изменений атомной и электронной структур приповерхностных слоев при повышении концентрации кислорода до трех монослоев. Показано, что формирование химической связи кислорода с обоими элементами приводит к появлению отщепленных состояний от дна их валентных зон, что сопровождается образованием запрещенной зоны на уровне Ферми и ослаблением металлических связей Ti-Al в сплаве. На алюминиевых окончаниях поверхностей (001) и (110) наблюдается приоритет окисления алюминия над титаном. В целом энергетика связи кислорода на смешанном окончании рассмотренных поверхностей с низкими индексами выше, чем на алюминиевом окончании. Расчет диффузии кислорода в сплаве TiAl3 показал, что наименьшие значения барьеров соответствуют диффузии между тетраэдрическими позициями в плоскости (001), тогда как диффузия кислорода в направлении [001] проходит через октаэдрические и тетраэдрические позиции. Повышение концентрации алюминия в сплаве способствует понижению энергетических барьеров для диффузии кислорода по сравнению с соответствующими барьерами в сплаве γ -TiAl.
|
|