XPS study of the initial stages of oxidation of α2-Ti3Al and γ-TiAl intermetallic alloys

Maurice, Vincent; Despert, G.; Zanna, Sandrine; Josso, Pierre; Bacos, M.-P.; Marcus, Philippe

doi:10.1016/j.actamat.2007.01.030

Cited by 142 publications

(82 citation statements)

References 41 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…It should however be emphasised that in the present study the presence of any such a nanoscale difference in composition was not investigated, although other work [22] has shown the development of such features. While the exact mechanism responsible for the development of the tensile stress is unknown, it is speculated to be due to nanoscale compositional changes at the surface, such as described above, that transmit stress into deeper regions, on the order of a micron or so, within the material.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 89%

Depth resolved near-surface residual stresses in γ-based TiAl before and after high-temperature exposure

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

Section: Resultsmentioning

confidence: 89%

Depth resolved near-surface residual stresses in γ-based TiAl before and after high-temperature exposure

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

“…Было уста-новлено, что поверхность Ti 3 Al(0001)-3Al с тремя алю-миниевыми дефектами в поверхностном слое является наиболее стабильной в пределе высоких концентраций алюминия. Кроме того, авторы показали, что адсорбция кислорода усиливает сегрегацию алюминия к поверхно-сти, а также подтвердили образование двухфазной ок-сидной системы, что согласуется с экспериментом [21]. В [19] изучалась адсорбция молекулярного кислорода также на стехиометрической поверхности Ti 3 Al(0001).…”

Section: Introductionunclassified

“…Энергия адсорбции в O1-позиции (Ti 6 ) в сплаве Ti 3 Al на ∼ 2.2 eV больше, чем в соответствующей октаэдрической позиции (Al 2 Ti 4 ) в TiAl [15,16]. В то же время при высоких температу-рах на поверхности Ti 3 Al наблюдается формирование тонкого слоя (∼ 0.2−0.5 nm) оксида алюминия [21], что соответствует оксидной пленке, содержащей два-пять атомных слоев кислорода. Такое поведение пред-полагает поверхностную сегрегацию Al, что позволяет адсорбированному кислороду взаимодействовать с алю-минием [21].…”

unclassified

“…В то же время при высоких температу-рах на поверхности Ti 3 Al наблюдается формирование тонкого слоя (∼ 0.2−0.5 nm) оксида алюминия [21], что соответствует оксидной пленке, содержащей два-пять атомных слоев кислорода. Такое поведение пред-полагает поверхностную сегрегацию Al, что позволяет адсорбированному кислороду взаимодействовать с алю-минием [21]. Небольшая толщина предполагает скорее формирование островков, которые растут латерально на поверхности, чем сплошной пленки оксида алю-миния.…”

unclassified

“…Считается, что уменьшение числа связей Al−Ti в этой области увеличивает активность титана, а дефектность пленки оксида алюминия позволяет ему диффундиро-вать к поверхности, где и происходит его окисление. Таким образом, в эксперименте [21] обнаруживается формирование пленки оксида титана над тонкой сильно дефектной пленкой оксида алюминия. Наше моделирова-ние адсорбции кислорода на поверхности Ti 3 Al(0001) с антиструктурными Al-дефектами в поверхностном слое показывает, что кислород взаимодействует с алюминием при низких концентрациях, а с увеличением концентра-ции кислорода атомы титана смещаются к поверхности, Физика твердого тела, 2017, том 59, вып.…”

unclassified

See 2 more Smart Citations

Адсорбция кислорода на низкоиндексных поверхностях сплава Ti-=SUB=-3-=/SUB=-Al

Латышев¹,

Бакулин²,

Kulkova³

2017

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Атомная и электронная структура трех поверхностей -(0001), (1100) и (1120) -сплава Ti 3 Al рассчитана методом проекционных присоединенных волн в рамках теории функционала электронной плотности. Проведена оценка поверхностных энергий в зависимости от химического потенциала алюминия, что позволило построить диаграмму стабильности рассмотренных поверхностей. Изучена адсорбция кислорода на разно ориентированных поверхностях сплава. Установлено, что наиболее предпочтительными позициями для адсорбции кислорода являются ямочные позиции на поверхностях (0001) и (1120) Ti-Al и мостиковые позиции на поверхности (1100) Ti-Al-1 . Обсуждаются структурные и электронные факторы, обусловлива-ющие их энергетическую предпочтительность. Показано, что независимо от ориентации поверхности кислород " предпочитает" обогащенные титаном позиции. Обсуждается влияние кислорода на атомную и электронную структуру низкоиндексных поверхностей. Установлено, что при низких концентрациях кислорода формирование его химической связи с атомами титана и/или алюминия поверхностных и подповерхностных слоев приводит к появлению низколежащих состояний, отщепленных от дна валентных зон металлов, что сопровождается образованием псевдощели и ослаблением металлических связей Ti−Al в поверхностных слоях.Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 14-02-91150_ГФЕН), а также частично в рамках проекта № 23.1.2 ИФПМ СО РАН и поддержана программой повышения конкурентоспособности ТГУ.Численные расчеты выполнены на суперкомпьютере SKIF−Cyberia в Томском государственном универси-тете, а также с использованием ресурсов суперкомпьютерного комплекса МГУ им. М.В. Ломоносова. DOI: 10.21883/FTT.2017.09.44858.036 ВведениеАлюминиды титана благодаря хорошим механическим свойствам, в частности высокой удельной прочности и температуре плавления, высоким модулям упругости, эластичности и жаропрочности [1-3], широко использу-ются в аэрокосмической, авиационной и автомобильной промышленности. Несмотря на интенсивное изучение экспериментальными и теоретическими методами на протяжении последних десятилетий, эти интерметал-лические сплавы по-прежнему привлекают внимание исследователей как с технологической, так и фундамен-тальной точки зрения. В то же время недостаточная коррозионная стойкость сплавов Ti 3 Al и TiAl ограни-чивает их использование при высоких температурах, а сплав TiAl 3 , обнаруживающий максимальную стой-кость к окислению, является достаточно хрупким. Раз-работка новых высокотемпературных конструкционных материалов на основе сплавов Ti−Al является важной задачей современного материаловедения. Эксперимен-тальные исследования [4][5][6][7] показали, что низкая кор-розионная стойкость сплавов с меньшим содержанием алюминия связана с ростом смешанных оксидных слоев, содержащих оксиды титана и алюминия. Известно, что формирующиеся на поверхности сплошные оксидные слои являются эффективными барьерами для диффузии кислорода, что ограничивает скорость роста оксидных пленок даже при высоких температурах [4][5][6][7]. В связи с этим необходимо понимать микроскопиче...

show abstract

Alloy Design Concepts for Wrought High Temperature TiAl Alloys

Lin

Zhang

et al. 2014

Gamma Titanium Aluminide Alloys 2014

View full text Add to dashboard Cite

Wrought TiAl alloys provide more possibility to control the microstructure and give a balanced mechanical properties than cast alloy. Titanium aluminides based on the general composition Ti-45Al-(6-9)Nb (in at.%) exhibit several desired properties for higher temperature applications. N b addition changes the Ti-Al phase diagram and the segregations of N b and other elements are easy to form, which induces formation of B2 phase. B2 phase worsens the mechanical properties at both room temperature and elevated temperatures. The new idea is that the P phase is can be used to improve the hot-workability, and the segregations can be lightened during the deformation and finally disappeared, so stable B2 phase is avoided at room temperature. Otherwise, high Nb addition significantly reduces the stalking fault energy (SFE), resulting in abundant twinning and twin intersections, which plays an important role for accommodating heterogeneous deformation and avoiding formation of microcrack at boundaries. The basic compositional characteristics of the high temperature TiAl alloys are high Nb and low A1 content, typically 6/9 N b and 44-46A1. Carefully microalloying using the elements B, W, Y , C may further optimize the properties of the alloys. These wrought alloys have excellent oxidation resistance, balanced mechanical properties and good workability.

show abstract

XPS study of the initial stages of oxidation of α2-Ti3Al and γ-TiAl intermetallic alloys

Cited by 142 publications

References 41 publications

Depth resolved near-surface residual stresses in γ-based TiAl before and after high-temperature exposure

Depth resolved near-surface residual stresses in γ-based TiAl before and after high-temperature exposure

Адсорбция кислорода на низкоиндексных поверхностях сплава Ti-=SUB=-3-=/SUB=-Al

Alloy Design Concepts for Wrought High Temperature TiAl Alloys

Contact Info

Product

Resources

About