为研究Ti合金中常用的基体强化元素W对合金抗氧化性的作用,利用第一性原理方法计算了W掺杂对Ti合金氧化产物金红石TiO2中氧空位形成能的影响.计算发现,W可以显著增大其近邻位置的氧空位的形成能,使其增大将近0.7eV,这将有效抑制氧空位的产生以及环境中氧的渗透,对Ti合金的抗氧化性是有益的.同时研究了2个氧空位组成的不同构型的空位对,发现W同样可以增大氧空位对的形成能,但增加的数值平均到每个氧空位只有0.2eV,即随着氧化的加剧和氧空位浓度的增加,W对抗氧化性能提高的效果减弱.电子态密度分析表明,对于不同构型的氧空位对,体系内的未配对电子分布在不同的能级水平,这导致了不同的空位形成能.
W掺杂TiO2 氧空位 Ti合金氧化 点缺陷 第一性原理