TiAl基相中合金元素的优先占位

第一性原理计算被用于研究三元合金添加元素在二元Ti-Al相中的优先占据，即$\gamma$-TiAl、$\alpha_2$-Ti$_3$Al、$\beta_{\mathrm{o}}$-TiAl和B19-TiAl。尽管早期过渡金属（TMs，IVB、VB和VIB族元素）在$\gamma$-、$\alpha_2$-和B19-相中倾向于替代Ti原子，它们在$\beta_{\mathrm{o}}$-TiAl中优先占据Al位。Si在此情形下是个异类，因为它在所有四种相中均倾向于位于Al亚晶格上。B和C则显示优先占据富Ti八面体间隙位置而非替代式掺入。占位偏好能与合金化引起的形成能变化相关联，从而导致与合金化相关的相的（去）稳定化。我们进一步表明，早期过渡金属对$\beta_{\mathrm{o}}$-相的相稳定效应因其价态不同而具有不同的起源。最后，我们的预测与现有理论和实验数据（然而主要限于$\gamma$-相）的广泛比较显示出一致的图像。