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摘要
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了低指数Al3V表面的表面能,分析其稳定性;然后采用最稳定表面研究了Al3V表面的O吸附行为以及合金元素的影响。结果表明,终止于Al原子的(110)面是最稳定的表面。O原子倾向于吸附在(2×1)-(110)-Al表面桥位,且随着覆盖度增加,O吸附的稳定性增加。从态密度(density of states, DOS)分析和O与表面各原子的间距可以推断,该表面在氧化的初始阶段发生Al的氧化和V的内氧化,氧化后有可能形成具有保护性的Al2O3膜。合金元素Ti和Cr均倾向于占据表面第2层V原子位,且都促进O原子在表面的吸附,但二者的作用机制不同,Ti与O相互作用较强,从而降低了Al与O的相互作用,在氧化过程中Ti与Al有可能同时氧化,从而形成Al和Ti的混合氧化物;Cr对于Al和O的相互作用有微弱的增强作用,使得O的吸附更加稳定,可能会促进Al的氧化,从而形成保护性的Al2O3。
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