Al3V表面氧吸附的第一性原理研究

作     者：高翔 张桂凯 向鑫 罗丽珠 汪小琳 Gao Xiang;Zhang Guikai;Xiang Xin;Luo Lizhu;Wang Xiaolin

作者机构：表面物理与化学重点实验室四川江油621908 中国工程物理研究院材料研究所四川江油621907 中国工程物理研究院四川绵阳621900 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2020年第49卷第12期

页      面：4185-4191页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家磁约束核聚变能发展研究专项(2017YFE0300304,2018YFE0313100) 国家自然科学基金(11975213) 

主　　题：第一性原理 Al3V表面 氧吸附 

摘      要：采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了低指数Al3V表面的表面能,分析其稳定性;然后采用最稳定表面研究了Al3V表面的O吸附行为以及合金元素的影响。结果表明,终止于Al原子的(110)面是最稳定的表面。O原子倾向于吸附在(2×1)-(110)-Al表面桥位,且随着覆盖度增加,O吸附的稳定性增加。从态密度(density of states,DOS)分析和O与表面各原子的间距可以推断,该表面在氧化的初始阶段发生Al的氧化和V的内氧化,氧化后有可能形成具有保护性的Al2O3膜。合金元素Ti和Cr均倾向于占据表面第2层V原子位,且都促进O原子在表面的吸附,但二者的作用机制不同,Ti与O相互作用较强,从而降低了Al与O的相互作用,在氧化过程中Ti与Al有可能同时氧化,从而形成Al和Ti的混合氧化物;Cr对于Al和O的相互作用有微弱的增强作用,使得O的吸附更加稳定,可能会促进Al的氧化,从而形成保护性的Al2O3。