Электронные, колебательные и тепловые свойства α и β титана
Титан и сплавы на его основе широко используются для различных технологических приложений в аэрокосмической, автомобильной, судостроительной промышленности, поскольку имеют хорошее соотношение прочности и веса, а также обладают хорошей комбинацией механических свойств. Для понимания фундаментальных...
| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Altai State University
2022-09-01
|
| Series: | Известия Алтайского государственного университета |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://izvestiya.asu.ru/article/view/11808 |
| _version_ | 1797565044276330496 |
|---|---|
| author | Сергей Олегович Каспарян Александр Викторович Бакулин Светлана Евгеньевна Кулькова |
| author_facet | Сергей Олегович Каспарян Александр Викторович Бакулин Светлана Евгеньевна Кулькова |
| author_sort | Сергей Олегович Каспарян |
| collection | DOAJ |
| description | Титан и сплавы на его основе широко используются для различных технологических приложений в аэрокосмической, автомобильной, судостроительной промышленности, поскольку имеют хорошее соотношение прочности и веса, а также обладают хорошей комбинацией механических свойств. Для понимания фундаментальных свойств титана, а также фазовых превращений необходимо изучение электронной и фононной структуры его основных фаз. Хотя такие исследования интенсивно ведутся с середины прошлого века, исследования теоретическими методами фононной подсистемы и свойств на ее основе остаются редкими. Методом проекционных присоединенных волн в рамках теории функционала электронной плотности рассчитаны атомная и электронная структура α и β титана. Проведен анализ электронного энергетического спектра и плотностей электронных состояний. С использованием гармонического приближения и метода конечных смещений рассчитаны фононный спектр и ряд термодинамических характеристик на его основе. Обсуждаются особенности фононной подсистемы β-Ti, которые указывают на его динамическую нестабильность. Расчет вибрационной энтропии и энтальпии, а также решеточной теплоемкости показал удовлетворительное согласие с экспериментом. В целом предложенный подход может быть использован для анализа формирующихся фаз легированного титана. |
| first_indexed | 2024-03-10T19:06:27Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-bbf922d12810460a9d76264c202efb71 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 1561-9443 1561-9451 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-03-10T19:06:27Z |
| publishDate | 2022-09-01 |
| publisher | Altai State University |
| record_format | Article |
| series | Известия Алтайского государственного университета |
| spelling | doaj.art-bbf922d12810460a9d76264c202efb712023-11-20T04:08:55ZengAltai State UniversityИзвестия Алтайского государственного университета1561-94431561-94512022-09-014(126)293510.14258/izvasu(2022)4-0411808Электронные, колебательные и тепловые свойства α и β титанаСергей Олегович Каспарян0Александр Викторович Бакулин1Светлана Евгеньевна Кулькова2Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск, Россия); Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск, Россия)Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск, Россия)Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск, Россия)Титан и сплавы на его основе широко используются для различных технологических приложений в аэрокосмической, автомобильной, судостроительной промышленности, поскольку имеют хорошее соотношение прочности и веса, а также обладают хорошей комбинацией механических свойств. Для понимания фундаментальных свойств титана, а также фазовых превращений необходимо изучение электронной и фононной структуры его основных фаз. Хотя такие исследования интенсивно ведутся с середины прошлого века, исследования теоретическими методами фононной подсистемы и свойств на ее основе остаются редкими. Методом проекционных присоединенных волн в рамках теории функционала электронной плотности рассчитаны атомная и электронная структура α и β титана. Проведен анализ электронного энергетического спектра и плотностей электронных состояний. С использованием гармонического приближения и метода конечных смещений рассчитаны фононный спектр и ряд термодинамических характеристик на его основе. Обсуждаются особенности фононной подсистемы β-Ti, которые указывают на его динамическую нестабильность. Расчет вибрационной энтропии и энтальпии, а также решеточной теплоемкости показал удовлетворительное согласие с экспериментом. В целом предложенный подход может быть использован для анализа формирующихся фаз легированного титана.http://izvestiya.asu.ru/article/view/11808титанфазовая стабильностьэлектронная структурафононная подсистематермодинамические характеристикирасчеты из первых принципов |
| spellingShingle | Сергей Олегович Каспарян Александр Викторович Бакулин Светлана Евгеньевна Кулькова Электронные, колебательные и тепловые свойства α и β титана Известия Алтайского государственного университета титан фазовая стабильность электронная структура фононная подсистема термодинамические характеристики расчеты из первых принципов |
| title | Электронные, колебательные и тепловые свойства α и β титана |
| title_full | Электронные, колебательные и тепловые свойства α и β титана |
| title_fullStr | Электронные, колебательные и тепловые свойства α и β титана |
| title_full_unstemmed | Электронные, колебательные и тепловые свойства α и β титана |
| title_short | Электронные, колебательные и тепловые свойства α и β титана |
| title_sort | электронные колебательные и тепловые свойства α и β титана |
| topic | титан фазовая стабильность электронная структура фононная подсистема термодинамические характеристики расчеты из первых принципов |
| url | http://izvestiya.asu.ru/article/view/11808 |
| work_keys_str_mv | AT sergejolegovičkasparân élektronnyekolebatelʹnyeiteplovyesvojstvaaibtitana AT aleksandrviktorovičbakulin élektronnyekolebatelʹnyeiteplovyesvojstvaaibtitana AT svetlanaevgenʹevnakulʹkova élektronnyekolebatelʹnyeiteplovyesvojstvaaibtitana |