計算機を利用した耐熱合金の高温耐食性予測

利用计算机预测耐热合金的高温耐腐蚀性能

• 批准号: 13750664
• 负责人: 佐藤 芳幸
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750664/
• 关键词: 高温酸化; Ni-Al; 電子状態; Pt; Co; Cu; 分子軌道法; DV-Xα; 4族元素; 電子状態計算; 合金設計; 化学結合

DV-Xα分子軌道計算プログラムにより,Ni-20at%Al-5at%X (X : Pt, Co, Cu)合金について電子状態計算を行った。平成13年度に計算を行った系は,Xとして,Ti, Zr, Hfを選択したが,これらは,ベースとなるNi_3Al格子中のAlの原子位置にXが置換するタイプの合金であった。本年度Xとして選択した第三元素は,Ni位置に置換するタイプの合金である。計算結果から得られたのは,電子密度図,エネルギー準位図,有効共有結合電荷,等である。電子密度図より,Ni-Al-CuおよびNi-Al-Co合金に比べてNi-Al-Pt合金では,添加元素Ptの周りの電子の広がりが大きく,共有結合性が強く,イオン結合性が弱いことがわかった。また,電子の状態密度の計算から,Ni-Al-Pt合金では,フェルミレベル付近のエネルギー準位を持つ電子の状態密度の広がりが大きく,価電子帯の電子状態密度が相対的に小さくなっていた。これは,共有結合性が強く,イオン結合性が小さかったことに対応する。さらに,価電子帯の電子遷移密度の計算結果は,Ni-Al-Pt合金で多の合金よりも大きい広がりを見せた。これら3種の合金を実際にアーク溶解炉で作成し,XPSにより価電子帯の電子遷移スペクトルを測定した結果,計算による電子遷移密度図と良い一致をみた。しかし,計算で現れるフェルミ準位以下のエネルギー領域での周期的なスペクトルは再現されなかった。これは測定限界を超えているためと考えた。以上により,Ni-Al-Pt合金がもっとも高い高温耐食性を示すことが予想された。平成13年度の結果も考え合わせると,共有結合性の強い第三元素をNi-Al合金に添加することで,高温耐食性に優れる合金を設計できる可能性が示された。

DV-Xα molecular orbital calculation and electronic state calculation of Ni-20at%Al-5at%X (X: Pt, Co, Cu) alloy. Heisei 13 Calculation of the line of calculations, X, Ti, Zr, Hfをselect 択したが, これらは, ベースとなるNi_3Al lattice のAl atomic position にXが substitution するタイプの alloy であった. This year's X is selected as the third element, Ni position is replaced by alloy. The calculation results are calculated as follows: electron density, electron density, quasi-position, effective shared combined charge, etc. Electron density 図より, Ni-Al-Cu およびNi-Al-Co alloy に than べ てNi-Al-Pt alloy では, The added element Ptのweekりの电の広がりが大きく has a strong binding property and a weak binding property of イオンがいことがわかった.また, electron density of state calculation から, Ni-Al-Pt alloy では, フェルミレベル Fu close のエネルギー quasi The position of the electronic state density of the electron is large and the density of the electron state of the electron is small.これは, the total combination of strong く, イオン combination of small さかったことに対応する.さらに,価电帯のelectron migration densityのcalculation resultsは,Ni-Al-Pt alloy で多のAlloy よりも大きい広がりを见せた.これら 3 kinds of alloys にアーク melting furnace is made し, XPS により価electronics 帯のelectronics The results of the migration electron migration measurement and calculated electron migration density are consistent with each other.しかし, calculate the current れるフェルミ level below the のエネルギー field での cycle reproduction されなかった. The limit of measurement is the limit of measurement. Above, the Ni-Al-Pt alloy has high temperature resistance and high food resistance. The result of FY2013 was tested and combined, the third element Ni-Al alloy with strong bonding properties was added, the alloy with high temperature resistance was excellent and the design possibility was shown.