Al-Ti-B合金中AlB_2、TiB_2和TiAl_3的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究0 K条件下Al-Ti-B体系中AlB_2、TiB_2和Ti Al_3的平衡晶格常数、形成热、结合能及电子特性,并结合准简谐德拜模型对3种物相在高温条件下的热力学基本性质进行了分析。计算结果表明:AlB_2、TiB_2和Ti Al_3的形成热与结合能均为负值,表明3种相均具有结构稳定性,且稳定性由大到小依次为TiB_2、Ti Al_3、AlB_2;3种物相的离子性与金属性由大到小依次为Ti Al_3、AlB_2、TiB_2,Ti Al_3与AlB_2显示离子键特性,而TiB_2键合特性以共价键为主;3种物相的热稳定性由大到小依次为TiB_2、AlB_2、Ti Al_3。计算所得TiB_2、AlB_2和Ti Al_3的热力学性质可以用于分析氟盐法制备Al-Ti-B时Al熔体与氟盐之间反应发生情况以及中间合金最终的物相组成。