W合金化对RuAl抗氧化性能影响的计算研究

基于密度泛函理论的第一性原理,建立Al_2O_3和RuO_2晶胞模型,计算了Ru Al合金氧化物Al_2O_3和RuO_2的氧化能,结果显示:Al_2O_3的氧化能为–11.43 e V,RuO_2的氧化能为–2.28 e V,Al_2O_3比RuO_2的结构稳定性更好。通过态密度、Bander电荷密度等分析,发现W合金化提高RuAl抗氧化性能的根本原因是:由于W对O的吸附作用,使W周围的Al-O和Ru-O成键强度降低,Al_2O_3和RuO_2的氧化能减少,从而降低其结构稳定性。其中,Al_2O_3结构稳定性降低更加明显。同时,W合金化可降低RuAl合金体系基体内部的Al_2O_3结构稳定性,阻碍生成内氧化过程的生成条件,减少了垂直于表层界面的Al_2O_3的形成,促使表层界面的横向方向上Al_2O_3氧化层的成长,形成连续性致密的Al_2O_3氧化层,提高Ru Al抗氧化性。