| 医用低模量Ti-Mo-Sn合金的第一性原理计算研究 |
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| 引用本文： | 赵曦,余森,郑继明,刘汉源,程军,麻西群.医用低模量Ti-Mo-Sn合金的第一性原理计算研究[J].稀有金属材料与工程,2021,50(1):35-42. |
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| 作者姓名： | 赵曦 余森 郑继明 刘汉源 程军 麻西群 |
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| 作者单位： | 西北有色金属研究院,西北有色金属研究院,西北大学,西北有色金属研究院,西北有色金属研究院,西北有色金属研究院 |
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| 基金项目： | 陕西省自然科学基础研究计划(2018JM5145)，陕西省重点研发项目（2019GY-151），,国家自然科学基金项目（51801162,51901193） |
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| 摘 要： | 本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Mo含量对Ti-xMo-Sn(x = 1-5)合金相稳定性、弹性性质及其电子结构的影响,采用Voigt-Reuss-Hill近似方法估算了体系的多晶弹性模量,提出了低模量Ti-Mo-Sn合金的价电子准则,为医用钛合金的设计提供了理论基础。研究结果表明：Mo元素合金化能明显提高Ti-Mo-Sn合金的β相稳定性,所有合金都满足力学稳定性要求,随Mo元素含量增加,合金的体积模量B逐渐变大,而剪切模量G和杨氏模量E先减小后增大,其中 Ti-3Mo-Sn具有最低的杨氏模量(48.47 GPa)和最佳的延展性,在生物医用领域展现出巨大潜力。Ti-xMo-Sn合金的弹性各向异性A与Mo元素含量有关,低弹性模量始终沿<100>晶体学方向。最后,结合Ti合金的总态密度(DOS)和分波态密度(PDOS)分析讨论了Mo元素对β相结构稳定性的影响机制。
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| 关 键 词： | 医用钛合金 第一性原理计算 合金设计 低弹性模量 弹性性能 |
| 收稿时间： | 2020/6/11 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/1/19 0:00:00 |
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