氫在鈦晶體中作用的第一原理計(jì)算研究.pdf_第1頁(yè)
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1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文氫在鈦晶體中作用的第一原理計(jì)算研究姓名：韓秀麗申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：孫東立20050601哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThecrystalstructuremodelsofaTiRTiaTi(H)andPTi(H)wereconstructedandoptimizedfirstlyandthentheeffectsofhydrogenonthebindingenergiese

2、lectronicstructuresandelasticmodulusoftitaniumcrystalwereinvestigatedbyusingtheCASTEPprogrambasedonthefirstprincipleswithpseudopotentialsmethod.TheactivationenergyforHinterstitialdiffusioninaTi(H)crystalwerecalculated.Th

3、esinglevacancyformationenergiesandselfdiffusionactivationenergiesforTivacancydiffusioninaTiandaTi(H)werecalculatedandtheeffectsofhydrogenonthepropertiesofselfdiffusionforTiatominaTiwerestudied.Theresultsshowthathydrogenc

4、auseslatticedistortionandvolumeexpansionoftitaniumcrystals.ThecalculatedbindingenergyofaTicrystalis5.256eVanditisalitlemorethantheexperimentalone4.85eV.ThecalculatedbindingenergiesofaTi(H)andpTi(H)crystalswithdifferenthy

5、drogencontentsarelessthanthoseofaTiandpTicrystalsrespectivelytheresultsindicatethatthehydrogenreducesthebindingenergyoftitaniumcrystals.TheenergybandstructuresanddensitiesofstatesinaTiandaTi(H)crystalswerecalculatedandth

6、eresultsshowthatanewbandstructureappearsbetween3pand3dbandsinaTi(H)comparedwithaTi.ThecalculatedresultsofchargedensitydifferenceofaTi(H)andPTi(H)indicatethattheinterstitialhydrogenatomchangesthechargedistributionofTiatom

7、sarounditandslightlyreducethechargedensitybetweenTiatoms.ThecalculatedvaluesoftheelasticmodulusofaTiandpTiareingoodagreementwiththeexperimentaldataandtheoreticvaluesandmoreoverthecalculatedresultsoftheelasticmodulusofaTi

8、(H)andPTi(H)withdifferenthydrogencontentsshowthattheinterstitialHatomcouldreducetheelasticmodulusofaTi(H)withlowhydrogencontentandincreasetheelasticmodulusofPTi(H)crystals.Thecalculateddiffusionactivationenergyofhydrogen

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