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Fe-Al金属间化合物具有高比强度、高熔点和高温抗蠕变性能以及抗氧硫腐蚀等优良特性,且成本低廉,被视为理想的轻质中高温结构材料和不锈钢替代材料,在航空航天、汽车工业、能量转换系统、过滤材料等领域具有很高的潜在应用价值。但是,Fe-Al系金属间化合物与其它金属间化合物类似,具有敏感的室温氢脆效应,从而极大地限制了 Fe-Al金属间化合物的大规模工业应用。其中,B2相FeAl金属间化合物(简写为B2-FeAl)是最具代表性的金属间化合物,具有高对称的体心立方(bcc)晶体结构,可在较宽温度和A1含量范围内稳定存在,是最适合深入探究Fe-Al金属间化合物室温氢脆机制和抑制氢脆的研究对象。尽管围绕Fe-Al金属间化合物中氢行为已有较多的实验与理论研究,但氢脆机制仍未达成共识,特别是在表面氢侵入、氢扩散以及氢与体相缺陷相互作用机制还存在较大分歧。为此,本论文以B2-FeAl为研究对象,基于密度泛函理论,对B2-FeAl表面和体相的氢行为开展第一原理计算研究,旨在从理论上“由表及里”地描述B2-FeAl的室温氢脆效应,进而深化B2-FeAl氢脆机制的科学认识。对B2-FeAl表面部分的计算发现,FeAl(100)Al-surf晶面应为FeAl五种低密勒指数晶面中最稳定的一种,其次是(110)和(111)Al-surf晶面,水分子在FeAl(110)面上吸附时,Fe顶位为最稳定的吸附位置,其次是A1顶位。通过对比水分子在FeAl(110)晶面和Al(111)晶面上的解离反应,首次发现了在“水汽与铁铝表面的铝生成的解离氢”这一被广泛认可的室温氢脆氢源机制中存在铁催化效应。计算还证明,FeAl(110)-Al顶位吸附的水分子解离反应在室温下即可快速发生,表面嵌入了 1个Fe原子的FeAl(100)A1-surf晶面上嵌入Fe原子附近A1顶位的水分子吸附比FeAl(110)-Al顶位更稳定,构造的(100)表面上的水分子解离也比Fe(110)-Al顶位水分子解离更加容易,FeAl(100)Al-surf晶面上的解离H比FeAl(110)晶面上的解离H更容易侵入体相。在B2-FeAl体相部分的计算中,四面体间隙位置和2Fe4Al-八面体间隙位置(O1)的H占位比在2A14Fe-八面体间隙位置(O2)中稳定得多。Fe空位比Al空位更容易形成,Fe空位至多自发俘获6个H原子,而A1空位可自发俘获超过8个H原子,两种空位中H都更倾向于与Fe原子结合。通过bader电荷分析,发现Fe、H原子的相互作用会剥夺A1原子的电荷,进而使得Fe、A1原子间的共价键以及Al原子互相间的金属键被严重削弱。随着H原子数的增加,这种晶格内的解理作用会越来越强,最终对整个晶格造成强烈的减聚作用。最后,探究铁铝内部空位-氢复合体系的团簇化现象,发现Fe空位更容易沿<110>方向复合成双Fe空位,而当空位已经预先俘获6个H后,VFeH6这样的复合体系更倾向于沿着<100>方向复合成V2FeH12团簇。