β-钛掺杂微量过渡金属元素的结构与性能：一项密度泛函理论研究

我们通过密度泛函理论（DFT）模拟系统计算了 Ti$_{0.98}$X$_{0.02}$ 体系的结构、形成焓、形成自由能、弹性常数和电子结构，以探究过渡金属 X（X=Ag、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Rh、Ru、Tc 和 Zn）对 β-钛稳定机制的影响。基于我们的计算，形成焓和自由能的结果表明添加微量 X 有利于 β-钛的热力学稳定性。该行为可由态密度（DOS）很好地解释。然而，Ti$_{0.98}$X$_{0.02}$ 体系的四方剪切模量为负值，表明低浓度 X 掺杂的 β-钛在 0 K 下仍弹性不稳定。因此，我们从理论上说明微量过渡金属 X 掺杂的 β-钛在基态下是不稳定的。