Initial oxidation on 12 grain boundaries in pure TiN coating and on (Al,Si,Cr) doped Σ3 (111) grain boundaries: A first-principles calculations

材料科学 晶界 兴奋剂 吸附 氧气 表面能 涂层 图层(电子) 扩散 纳米技术 物理化学 冶金 复合材料 微观结构 热力学 光电子学 化学 物理 有机化学
作者
Song Wang,Yi Kong,Li Chen,Yong Du
出处
期刊:Surfaces and Interfaces [Elsevier BV]
卷期号:36: 102531-102531 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.surfin.2022.102531
摘要

In this work, using first-principles calculation method, the effect of twelve <110> symmetric tilt grain boundaries (GBs) on the initial oxidation behavior of TiN was studied. Firstly, the calculated GB energies show that for the TiN (1–10) surface with GBs from Σ3 to Σ27, Σ3 (111) GB possesses an extremely small GB energy (0.404 J/m2), while the other GBs possess a high energy (2.681∼4.834 J/m2). The electronic structure results show that the intrinsic characteristic of GB with high energy is well associated with the extra DOS peak existing in high energy region. Secondly, the oxygen adsorption results show that for TiN surfaces without GB, the order of adsorption energy of O is (100) > (110) > (111). When TiN (1–10) surface with different GBs, the sites at GBs are chemically more favorable sites for oxygen. The degree of weakening of oxidation resistance varies depending on the type of GBs, due to the apparent difference in oxygen adsorbability. Moreover, an interesting discovery is that Σ3 (111) GB provides a possibility to enhance the oxidation resistance of TiN, attributed to the easy introduction of Σ3 (111) GBs and suppressed inward progression of oxidation. Finally, the doping investigation in Σ3 (111) GB shows that among the three doping elements (Al, Si, and Cr), Si doping can further improve the oxidation resistance of (1–10) surface with Σ3 (111) GB in TiN, owing to the easy introduction of Si and formation of diffusion barrier layer of silicon oxides.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
juliar完成签到 ,获得积分10
刚刚
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
feng发布了新的文献求助10
10秒前
朴实初夏完成签到 ,获得积分0
11秒前
12秒前
冷酷的夜柳完成签到 ,获得积分10
12秒前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
19秒前
乐空思应助研友_LpvQlZ采纳,获得30
21秒前
20250702完成签到 ,获得积分10
22秒前
jiaojaioo完成签到,获得积分10
22秒前
打你完成签到,获得积分10
25秒前
27秒前
licheng完成签到,获得积分10
29秒前
活泼访文完成签到 ,获得积分10
31秒前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
33秒前
晓风残月完成签到 ,获得积分10
34秒前
zhuyinghao发布了新的文献求助10
35秒前
雪山飞龙完成签到,获得积分10
40秒前
47秒前
尘染完成签到 ,获得积分10
47秒前
kd1412完成签到 ,获得积分10
47秒前
52秒前
56秒前
LI发布了新的文献求助10
57秒前
拾壹完成签到,获得积分10
1分钟前
nonory完成签到,获得积分10
1分钟前
正直听白发布了新的文献求助10
1分钟前
六月小羊完成签到,获得积分10
1分钟前
sll完成签到 ,获得积分10
1分钟前
陶醉的小海豚完成签到,获得积分10
1分钟前
LI完成签到,获得积分10
1分钟前
现实的野狼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
lilylwy完成签到 ,获得积分0
1分钟前
英俊的铭应助丁香园爱你采纳,获得10
1分钟前
知秋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512380
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8305916
关于积分的说明 17742483
捐赠科研通 5614063
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923772
邀请新用户注册赠送积分活动 1901035
关于科研通互助平台的介绍 1762725