Exploring failure mode and enhancement mechanism of doped rare-earth elements iron-based/alumina-ceramic interface

材料科学 兴奋剂 脆性 掺杂剂 压力(语言学) 陶瓷 Atom(片上系统) 复合材料 极限抗拉强度 接口(物质) 凝聚态物理 结晶学 光电子学 化学 毛细管作用 嵌入式系统 哲学 物理 语言学 计算机科学 毛细管数
作者
Renwei Li,Qicheng Chen,Mingxi Ji,Yulong Ding
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:48 (6): 7827-7835 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2021.11.330
摘要

This work implements a first-principles calculations method to explore the effects of rare-earth element dopants on the properties of the α-Al2O3 (0001)/γ-Fe (111) interface. The results show that the work of adhesion (Wad) of the doped-x (x=Ce, Y, Sc, La, Er, Yb, Gb, and Nd) Fe/Al2O3 interface is obviously greater than that of the non-doped interface, especially the doped-Y interface with the maximum binding strength, is selected as the model of tensile test. In contrast to the non-doped Fe/Al2O3 interface, the critical strain and tensile stress of the doped-Y interface increased from 0.5% to 8% and 6.88 to 13.55 GPa, respectively, indicating the introduction of rare-earth Y changed the failure mode of the Fe/Al2O3 interface from brittle to toughness fracture, significantly improving the mechanical performance of the Fe/Al2O3 interface. Further, electronic structure revealed that electron at local location being exhausted early induced by stretching is the signal of the structural failure. Furthermore, it is also found that the doped-Y atom segregate towards the middle of the Fe/Al2O3 interface, resulting in the Y-(p, d) orbits hybridized with O-s orbit in the range from −23.58 to −19.83 eV and Y-(s, p and d) orbits hybridized with Fe-s orbit in the range from −7.52 to −3.51 eV. As a result, the segregation behavior of the doped-Y atom appears to act as an adhesive at the Fe/Al2O3 interface, and then the electron orbital hybridization effect produced among atoms is enhancement mechanism of interface.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
刚刚
斯文败类应助wade采纳,获得10
1秒前
上官若男应助诚心尔琴采纳,获得10
1秒前
cly3397完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
mm发布了新的文献求助10
2秒前
咯咚完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
称心寒松发布了新的文献求助10
3秒前
mehplamnha完成签到,获得积分10
3秒前
感到蔚蓝发布了新的文献求助10
3秒前
kean1943完成签到,获得积分10
4秒前
欢呼妙菱发布了新的文献求助10
4秒前
Aileen完成签到,获得积分10
5秒前
64658应助兴奋海雪采纳,获得10
5秒前
领导范儿应助兴奋海雪采纳,获得10
5秒前
XSB完成签到,获得积分10
5秒前
个性梦蕊发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Rencal发布了新的文献求助10
5秒前
随便取完成签到 ,获得积分10
5秒前
balabala发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
果冻信号完成签到,获得积分10
7秒前
还好发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
starkisses完成签到,获得积分10
7秒前
pp完成签到,获得积分10
8秒前
zhuan完成签到,获得积分10
8秒前
一行白鹭完成签到,获得积分20
8秒前
从容的宝马完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
称心寒松完成签到,获得积分10
10秒前
高梦祥发布了新的文献求助50
11秒前
还好完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
眨眼完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control, 2nd Edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3987021
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529365
关于积分的说明 11244629
捐赠科研通 3267729
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803932
邀请新用户注册赠送积分活动 881223
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808635