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Ti-Al-V合金由于具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。而Ti-Al-V合金由于其中的金属Al和基体金属Ti熔点差异较大,因此熔炼Ti-Al-V合金时,Al元素容易挥发,导致合金成分不容易控制。为探究三个元素间的相互作用情况,有必要对Ti-Al-V合金的微观组元进行研究。如今,采用理论计算结合实验研究,一定范围内实现分子和材料的理论设计,已经逐步成为冶金、生物、材料等领域的常用研究手段。因此,本文通过第一性原理计算方法对Ti-Al-V合金的微观结构及组元相互作用机理进行了研究。本文主要研究内容为:采用从头算分子动力学搜索Al_nV_n(n=2-12)、Al_nTi_n(n=2-12)和V_nTi_n(n=2-12)二元合金团簇的基态结构,基于密度泛函理论计算了Al_nV_n(n=2-12)、Al_nTi_n(n=2-12)和V_nTi_n(n=2-12)团簇的平均结合能、垂直电子电离势、垂直电子亲和势、HOMO-LUMO能隙、PDOS(Partial Density of States)等性质。对Ti-Al-V合金的熔体结构进行相关性质的计算。结果如下:(1)从原子层面揭示Al_nV_n(n=2-12)、Al_nTi_n(n=2-12)和V_nTi_n(n=2-12)二元合金团簇及Ti-Al-V三元熔体结构的演化规律。在Al_nV_n(n=2-12)和Al_nTi_n(n=2-12)二元合金团簇及Ti-Al-V三元熔体结构中,V原子和Ti原子有形核的趋势。这与实验中Al元素和Ti、V之间互溶性不好的现象相一致。(2)从Al_nV_n(n=2-12)、Al_nTi_n(n=2-12)和V_nTi_n(n=2-12)二元合金团簇相对稳定性分析发现团簇的平均结合能都呈现出随着团簇尺寸n值的增大而逐渐增大的趋势,且变化趋势逐渐减弱。总体来说,结合能趋于稳定时,Al_nV_n、Al_nTi_n和V_nTi_n团簇可以作为Al-V、Al-Ti、V-Ti合金相互作用能参数计算的候选者。(3)通过对Al_nV_n(n=2-12)、Al_nTi_n(n=2-12)和V_nTi_n(n=2-12)二元合金团簇的电子性质的研究发现:团簇的垂直电子电离势(VIP)随着团簇尺寸n值的增大逐渐递减,而垂直电子亲和势(VEA)则呈现相反的趋势。结合HOMO-LUMO能隙随团簇尺寸的增大而降低及PDOS(Partial Density of States)连续性的增加可以得到团簇的电子流动性是逐渐增大的,即团簇的金属性在增强。