基于第一性原理的CrCuFeNiTi高熵合金涂层的相及稳定性分析

采用等离子弧在45钢基体上熔覆了CrCuFeNiTi高熵合金涂层,经X射线衍射分析涂层中的物相有BCC、FCC和Fe₂Ti相,并对BCC、FCC和Fe₂Ti相进行了成分测试,采用CASTEP中的虚拟晶体近似方法建立了BCC、FCC和Fe₂Ti相的晶体结构模型,基于第一性原理计算了涂层中BCC、FCC和Fe₂Ti相的晶格常数,并与涂层中BCC、FCC和Fe₂Ti相的X射线测试结果进行了比较,另外计算了BCC和FCC相的弹性常数C_ij、体积模量B、剪切模量G、杨氏模量E和泊松比ν。结果表明,涂层中BCC和FCC相以及Fe₂Ti的晶格常数计算值与试验值的误差为0.43%~3.05%,BCC、FCC和Fe₂Ti相的生成热均为负值且BCC和FCC相的弹性常数C₁₁、C₁₂和C₄₄满足立方结构高熵合金的力学稳定性限制条件,可知BCC、FCC和Fe₂Ti相是稳定的。另外由C₁₂-C₄₄>0,G/B<0.57,ν>0.26可知BCC和FCC相以金属键结合且呈现韧性的特征。