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湖章佳
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1 第 27 卷第 8 期中国有色金属学报 207 年 8 月 Volume 27 Number 8 The Chinese Journal of Nonferrous Metals August 207 DOI:0.9476/j.ysxb 点缺陷对 B2-CoSc 化合物物性影响的第一性原理研究朱攀攀, 郭学锋, 崔红保 ( 河南理工大学材料科学与工程学院, 焦作 ) 摘要 : 利用第一性原理的 Castep 软件, 对 B2 型金属间化合物 CoSc 的 6 种点缺陷的热力学参数电子结构和弹性常数进行计算, 分析 6 种点缺陷存在的类型及对化合物力学性能的影响结果表明 :Co 单空位形成热和结合能分别是 6.78 ev 和 0.43 ev,co 单空位化合物最容易形成稳定性最好 ; 其次是 Co 单反位化合物, 形成热和结合能分别是 6.52 ev 和 ev 从而得出 6 种点缺陷最稳定存在形式是 Co 空位和 Co 反位 ; 存在的组态是 Co 单空位 Co 双空位 Co 三空位和 Co 双反位由电子态密度图中的费米能级和赝能隙也定性判断出,Co 空位和反位缺陷化合物比 Sc 空位和反位缺陷化合物稳定计算 6 种点缺陷的泊松比 γ 可知, Co 三空位的化合物金属键最强塑性最好与完整的 CoSc 金属间化合物塑性相比, 有空位缺陷的金属间化合物塑性得到提高关键词 :B2-CoSc 金属间化合物 ; 第一性原理 ; 点缺陷 ; 塑性文章编号 : (207) 中图分类号 :TG46. 文献标志码 :A 近年来, 美国日本德国和中国等对有序 B2 金属间化合物进行了系统的开发和研究, 已取得很大发展 [] 然而, 塑性依然是阻碍金属间化合物成为广泛用材的关键造成不同金属间化合物室温塑性差的 [2] 原因有 : 微观结构复杂的晶体在塑性变形时能开动的滑移数目不足 [3] ; 超位错滑移量大, 滑移困难 ; 位错核心结构是非平面分布, 交滑移受限 ; 解理断裂强 [4] 度低 ; 杂质偏聚造成晶间断裂和点缺陷存在等因此, 大多数金属间化合物都是以解理脆断模式失效, 其中也有以晶间脆断模式失效 ; 即使是高对称晶体结构的金属间化合物在本质上也比纯金属和无序合金塑性变形能力差对于凝固复相材料, 不仅仅第二相的韧性对材料的性能有重要影响, 而且因第二相出现带来的异相晶界和缺陷对材料的影响也很大也正是由于异相晶界和缺陷等不可控因素的出现, 对研究线性金属间化合物塑性带来了困难, 导致研究结果分散不确定, 不能获得线性金属间化合物的本征性能 B2 型的金属熔体在高温下的团簇结构含有大量的原子空位, 同样也含有大量的原子反位 [5], 因此, 通过快速凝固技术, 可以将大部分空位和反位保留下来, 在微小偏离线性化合物成分下获得单相多晶金属间化合物, 从而使研究单相线性金属间化合物的本征性能成为可能但是, 这种含有大量空位和反位的结 [6] 构必然会对性能产生重要的影响, 如张静等关于金属间化合物结构材料反位缺陷及其对性能影响的报道指出 : 晶体缺陷对金属间化合物的物理性能起着极其重要的作用, 而少量点缺陷存在被认为是导致大多数合金室温脆性的主要原因由于许多材料的物理和力学性质都与点缺陷直接相关 [7], 因此, 有必要对 CoSc 合金点缺陷结构的存在形态及其对合金宏观物性的影响进行深入研究 [8], 并通过对线性单相多晶 CoSc 金属间化合物的研究, 揭示这类线性材料的本征塑形特征然而, 在研究金属间化合物过程中发现, 由于 Sc 的损失和氧化等原因, 很难获得单一点缺陷的 CoSc 金属间化合物, 因此, 常规凝固条件下获得的材料性能, 不能代表点缺陷对金属间化合物本征性能的影响, 从而使实验在现有的条件下出现问题基于这个原因, 本文作者利用基于密度泛函第一性原理平面波赝势方法对 CoSc 晶体结构中 6 种单一的点缺陷模型进行模拟计算, 并与完整的 CoSc 金属间化合物进行对比, 分析 6 种点缺陷稳定存在形式和室温塑性的微观机制, 以期获得对 CoSc 金属间化合物韧脆化特性的进一步认识基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (527073,530063) 收稿日期 : ; 修订日期 : 通信作者 : 郭学锋, 教授, 博士 ; 电话 : ; guoxuef@hpu.edu.cn

2 590 中国有色金属学报 207 年 8 月金热力学参数(形成热形成能和结合能)和电子结构的计算电子交换关联函数使用 GGA 中的 PBE 广义计算模型与方法梯度近似形式模型优化中 Brillouin 区积分采用 Monkhorst-Pack-Grid 的进行分格迭代过程中收敛精度和自洽运算过程中的收敛精度为采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波 ev 平面波截取能量 Ecut 为 330 ev 最大力方法对具有空位和反位缺陷的 CoSc 晶格常数合不超过 0. GPa 最大区取代位置不大于 0.0 nm 作图 Fig. B2-CoSc 化合物中 6 种点缺陷结构计算模型 Calculation models of point defective structures of B2-CoSc: (a) Single vacancy defect at Co site; (b) Single anti-site defect at Co site; (c) Single vacancy defect at Sc site; (d) Single anti-site defect at Sc site; (e) Double anti-site defects at Sc and its st Nearest Neighboring NN Sc site; (f) Double vacancy defects at Sc and its st NN Sc site; (g) Double vacancy defects at Co and its st NN Co site; (h) Double anti-site defects at Co and its st NN Co site; (i) Double vacancy defects at Sc and its 2nd NN Sc site; (j) Double anti-site defects at Sc and its 2nd NN Sc site; (k) Double vacancy defects at Sc and its 3rd NN Sc site; (l) Double anti-site defects at Sc and its 3rd NN Sc site; (m) Three vacancy defects at Co sites; (n) Three anti-site defects at Co sites; (o) Three vacancy defects at Sc site; (p) Three anti-site defects at Sc site

3 第 27 卷第 8 期朱攀攀, 等 : 点缺陷对 B2-CoSc 化合物物性影响的第一性原理研究 59 用在每个原子上的力不超过 ev/nm 模型选取基于完整 CoSc 晶胞的空间点群为 22,Co 原子坐标是 (0,0,0),Sc 的原子坐标是 (0.5,0.5,0.5) B2 结构可看作由两种具有立方结构的不同原子模型相互叠加 [9] 形成的在点缺陷计算过程中,MATTSSON 等发现模型尺寸的大小对其计算结果的影响可以忽略不计, 因此, 为了计算方便, 本研究计算点缺陷时建立超胞模 2 结果与分析 2. CoSc 晶体结构的基本物性几何优化后得到 6 种点缺陷的 B2-CoSc 平衡晶格常数中, 只有 Sc 单反位 Sc 双反位 ( 第一近邻 ) 和 Sc 三反位的晶格常数比优化前的晶格常数大, 差比分别为 0.934% 4.09% 和 5.06%, 与实验值 (a 0 =0.632nm) [0] 的差比在 5% 上下波动, 对比完整的 CoSc 计算结果, 表明所选计算条件合理 2.2 点缺陷组态结构 2.2. 空位缺陷从产生空位缺陷的行为所需能量分析, 本研究采用式 () 和式 (2) 计算了超晶胞体系 Co 和 Sc 中的单空位双空位和三空位的平均空位形成热 ΔH 和形成能 ΔE [] 从稳定性存在角度分析, 采用式 (3) 计算了体系中 Co 和 Sc 单空位双空位和三空位的平均空位形成能 ΔФ A 公式如下: ΔH A ( n) = { E(A8 nb8) [8E(B) + (8 n) E(A)]} () n ΔEA ( n) = [ E(A8 n B8) E(A8B8)] + E(A) (2) n ΔΦA ( n) = [ E(A8 nb8) (8 n) E(A) 8E(B)] (3) 6 n 式中 :ΔH A (n) ΔE A (n) 和 ΔФ A (n) 分别表示含有 A 空位的化合物的形成热形成能和结合能 ;E(A 8 n B 8 ) 和 E(A 8 B 8 ) 分别为空位缺陷和完整化合物超胞总能量 ; E(A) 和 E(B) 分别表示 A 和 B 单个晶体的每个原子的能量, 下标为超胞中的原子个数 ;n 表示超胞中空位数量形成热形成能和结合能计算结果如图 2 从图 2(a) 中可见,Co 单空位 Co 平均双空位 Co 三空位 Sc 单空位 Sc 平均双空位和 Sc 三空位化合物的空位形成热分别为和.057 ev 显然,Co 空位形成热比 Sc 空位形成热小的多, 表明 Co 空位点缺陷比 Sc 空位点缺陷更容易形成而 Co 空位形成热和 Sc 单空位形成热都随着空位数逐渐增加而升高, 说明随着空位数的增加, 空位缺陷的形成能力降低从图 2(b) 可见,Co 单空位 Co 平均双空位 Co 三空位 Sc 单空位 Sc 平均双空位和 Sc 三空位的空位形成能分别和 3.94 ev 形成 Co 缺陷化合物所需要的形成能随着空位数的增加而减少, 且都比形成 Sc 空位缺陷化合物的小, 也表明 Co 空位形成能力比 Sc 空位的强从图 2(c) 可见,Co 单空位 Co 平均双空位 Co 三空位 Sc 单空位 Sc 平均双空位和 Sc 三空位的空位结合能分别为和 0.04 ev, 总体分析得出 Co 空位化合物的稳定性比 Sc 空位好因此, 实验上容易在 CoSc 合金的 Sc 子晶格上发现 Co 空位缺陷 [2] 随着空位数的增加, 空位形成热升高, 而 Sc 的三空位形成热为正值.0572 ev, 空位数越多空位结构越难形成, 形成空位缺陷化合物时存在能力越差稳定性越不好对比 3 种不同空位数可知,Co 单空位化合物形成热是 6.78 ev, 最容易形成 ; 而 Sc 三空位化合物形成热是.0572 ev, 最难实现 ;Co 单空位化合物结合能是 0.43 ev, 稳定性最好 ; 其次是 Co 双空位化合物的结合能 0.37 ev, 而 Sc 三空位化合物的结合能是 0.04 ev, 稳定性最差进一步比较 Co 双空位数据, 考虑到双 Co 空位有 3 种不同的组态 (Co 双空位第一近邻 Co 双空位第二近邻和 Sc 三空位第三近邻 ), 分别计算了 3 种组态的形成热, 形成能和结合能, 计算结果见表图 2 中曲线的走向和表中数据展示了形成热形成能和结表 Sc 双空位和 Co 双反位的形成热, 形成能和结合能 Table Formation heat, formation energy and binding energy of Sc with double vacancies and Co with double anti-sites(ev) Parameter st nearest Double vacancies at Sc sites 2nd nearest 3rd nearest st nearest Double anti-sites at Co sites 2nd nearest 3rd nearest ΔH/eV ΔE/eV ΔФ/eV

4 592 中国有色金属学报 207 年 8 月图 2 Co 8 n Sc 8 和 Co 8 Sc 8 n 超胞单空位双空位和三空位的空位能量 Fig. 2 Energy per vacancy in Co 8 n Sc 8 or Co 8 Sc 8 n (n=, 2, 3) supercells with n vacancies: (a) Formation heat; (b) Formation energy; (c) Binding energy 合能的关系, 形成热和结合能越小, 形成能力越强, 稳定性越高对比分析,Co-Co 为第一近邻时的双空位组态形成热和结合能分别为 0.4 和 0.39 ev, 其结构形成能力最强, 稳定性最好而 Co-Co 为第三近邻时的化合物形成热和结合能为 0.27 和 0.36 ev, 形成能力和稳定性最差反位缺陷同理, 从产生反位所需能量角度分析, 本文作者采用式 (4) 和式 (5) 分别计算了超晶胞 Co 和 Sc 体系化合物中的单反位双反位和三反位的平均反位形成热 ΔH 和形成能 ΔE [] ; 从稳定性存在角度分析, 本文作者采用式 (6) 分别计算了超晶胞体系中 Co 和 Sc 单反位双反位和三反位的结合能 ΔФ 公式如下: 能量, 计算结果如图 3 所示由图 3 中 Co 反位和 Sc 反位的平均反位形成热形成能和结合能可以看出, 不论是单反位双反位还是三反位化合物缺陷, 产生 Co 反位所需要的能量都比产生 Sc 反位所需要能量低, 表明 Co 反位容易形成, 缺陷稳定性好图 3 中, 随着 Co 反位缺陷数量增多, 缺陷形成热形成能和结合能逐渐升高, 形成能力和稳定性逐渐降低, 意味着高浓度的反位缺陷易诱发相解离由图 3(a) 和 3(b) 可见, 形成 Co 单反位化合物需要的形成热和形成能分别为 6.52 ev 和.504 ev, 因此其最易形成, 且稳定性最好由图 3(c) 知,Co 单反位化合物最稳定时需要的结合能为 0.37 ev, 在反位缺陷中是所需能量最低的, 所以 Co 单反位化合物稳定性最好 ; 而形成 Sc 三反位缺陷化合物时需要的结合能为 0.6 ev, 稳定性最差类似地针对 Co 双反位中 3 种不同组态 (Co 双反位第一近邻 Co 双反位第二近邻和 Co 三反位第三近邻 ), 计算 3 种组态的形成热形成能和结合能, 值列于表 2 由表 2 可见,Co-Co 为第三邻近时双反位形成热形成能和结合能最低, 分别为 ev ev 和.995 ev, 表明在 3 种组态中 Co-Co 双反位第三近邻组态最容易形成并且稳定性最好, 其次为 Co-Co 双反位第二近邻组态, 最差的是为 Co-Co 双反位第一近邻对比以上所有数据可知, 反位组态下形成热和稳定性最好的是双 Co-Co 反位的第三近邻缺陷 ; 形成热最强的是 Co 单反位, 稳定性最差的是 Sc 单反位 ΔH ΔE n, A) = { E(A n B( 8+ nb8 n) [( 8 + n) E(B) + (8 n) E(A)]} (4) n, A) = [ E(A8+ n B8 n ) E(A8B )] + n B( 8 [ E(A) E(B)] (5) ΔΦ n, A) = { E(A 6 B( 8+ nb8 n ) [( 8 + n) E(B) + (8 n) E(A)]} (6) 式中 :ΔH B (n, A) ΔH B (n, A) 和 ΔФ B (n, A) 分别表示 n 个 A 原子占 B 位的平均反位形成热形成能和结合能 E(A 8 B 8 ) 表示 8 个 A(Co) 和 8 个 B(Sc) 原子组成超胞总图 3 Co 8 n Sc 8+n 和 Co 8+n Sc 8 n 超胞单反位双反位和三反位的能量 Fig. 3 Energy per anti-site defect in Co 8 n Sc 8+n or Co 8+n Sc 8 n (n=, 2, 3) supercells with n anti-site defects: (a) Formation heat; (b) Formation energy; (c) Binding energy

5 第 27 卷第 8 期朱攀攀, 等 : 点缺陷对 B2-CoSc 化合物物性影响的第一性原理研究 593 由图 2 和 3 中空位和反位的形成能和结合能可见 : 偏离 CoSc 理想化学计算比为 : 的富含 Co 合金可能出现的缺陷类型为 Co 反位和 Sc 空位 [3] 以上研究了 8 种反位和 8 种空位中的 5 组 Co 反位和 5 组 Sc 空位形成能, 其 Co 三反位 Co 双反位第三近邻 Co 双反位第二近邻 Co 双反位第一近邻 Co 单反位 Sc 三空位 Sc 双空位第二近邻 Sc 双空位 Sc 双空位第三近邻和 Sc 单空位的形成能分别为和 4.48 ev, 对比可知 Co 反位形成能比 Sc 空位形成能低, 预测富含 Co 合金的 CoSc 合金中可能出现的缺陷类型为 Co 反位同理, 偏离 CoSc 理想化学计算比的富含 Sc 合金出现的缺陷类型为 Sc 反位和 Co 空位 8 种反位和 8 种空位中的 3 组 Sc 反位和 3 组 Co 空位形成能, 即 Sc 三反位 Sc 双反位第一近邻 Sc 单反位 Co 双空位 Co 三空位和 Co 单空位的结合能, 其数值分别为和.88 ev 对比 6 组数据可知,Co 空位结合能比 Sc 反位结合能低了 30% 左右, 预测富含 Sc 合金的 CoSc 合金中出现的缺陷类型为 Co 空位从而推测出偏离理想计算比化合物的缺陷类型最有可能的是 Co 空位和 Co 反位, 存在的组态是 Co 单空位 Co 双空位 Co 三空位和 Co 双反位缺陷的电子结构为了从电子结构揭示不同点缺陷稳定性存在形式, 研究了空位和反位缺陷的态密度分布 (DOS) 图 4 所示为金属间化合物 CoSc 中存在 Co 空位 Co 反位 Sc 空位和 Sc 反位缺陷体系电子态密度计算结果图 4 中虚垂直线与曲线的焦点对应的纵坐标的数值是费米能 N 由此可以看出,4 种 Co 7 Sc 8 Co 9 Sc 7 Co 8 Sc 7 和 Co 7 Sc 9 态密度图的峰形十分相近, 且费米能级 f 位于低能成键态和高能反键态区域的成键峰处 [4] 图 4(a) 所示为富含 Sc 缺陷合金的态密度图, 对比 Co 空位和 Sc 反位的态密度曲线关系,Co 空位处的费米能数值比 Sc 反位在费米能数值偏低, 说明 Co 空位合金比 Sc 反位合金稳定图 4(b) 所示为富含 Co 缺陷合金的态密度图, 对比 Co 反位和 Sc 空位的态密度曲线关系, Co 反位处的费米能数值比 Sc 空位在费米能数值低, 说明 Co 反位合金的稳定性比 Sc 空位合金的稳定性好表明在缺陷结构中更容易找到 Co 的空位和反位缺陷形式电子结构图分析结果与前面能量分析结果相吻合另外, 赝能隙可直接反应体系共价键强弱, 赝能隙越宽, 则共价键越强 [5] 有态密度图定量得出 4 种化合物 Co 7 Sc 8 Co 9 Sc 7 Co 7 Sc 9 和 Co 8 Sc 7 的赝能隙分别为和 0.7 ev, 共价键由强到弱为 Co 7 Sc 8 Co 9 Sc 7 Co 7 Sc 9 和 Co 8 Sc 7 共价键越强, 体系越稳定, 进一步验证了由结合能和电子态密度所得出的稳定性结论图 4 Co 7 Sc 8 Co 9 Sc 7 Co 8 Sc 7 和 Co 7 Sc 9 金属间化合物的总态密度图 Fig. 4 Total state densities of Co 7 Sc 8, Co 9 Sc 7, Co 8 Sc 7 and Co 7 Sc 9 intermetallic compounds: (a) With Sc detects ; (b) With Co detects 3 缺陷结构的本征塑性特征具有 B2 结构的金属间化合物的韧塑性与其结构缺陷的空位或反位原子类型紧密相关 [6] [7] GSCHNEIDNER 等发现, 具有成分确定完全有序的 B2 结构 RM(R 为稀土金属,M 为 Ⅱ 和 Ⅷ~Ⅻ 族的金属 ) 的金属间化合物在室温具有非常好的韧塑性由于 3B 2G 泊松比 γ = 在研究金属间化合物塑性特征 2(3B + G) 方面的成功 [8], 介于空位缺陷和反位缺陷存在形式, 本研究讨论了 Co 单空位 Co 双空位 Co 三空位和 Co 双反位 ( 第一近邻第二近邻和第三近邻 ) 这 6 种点缺陷的泊松比 γ, 计算结果见表 2 其中 Co 双反位第

6 594 中国有色金属学报 207 年 8 月表 2 6 种点缺陷金属间化合物各模量及 γ 的计算结果 Table 2 Calculation results of modulus and γ of six kinds of intermetallics with point defects Parameter (st nearest (2nd nearest (3rd nearest Co 5 Sc 8 Co 6 Sc 8 Co 7 Sc 8 CoSc Co 0 Sc 6 Co 0 Sc 6 Co 0 Sc 6 ) ) ) B G γ B/G C 2 -C 一近邻 Co 单空位 Co 双空位 Co 双反位第三近邻 Co 双反位第二近邻和 Co 三空位的 γ 数值分别为和 0.35, 且依次增加, 根据金属键的 γ 压力为典型的正值, 并且数值越大表征金属键越强, 材料的延展性越好, 则 Co 三空位的化合物的金属键最强, 延展性最好 ; 而当 γ 压力值为负时, 数值越大表示材料抵抗剪切能力越大, 且表现出具有方向性的共价键的特性, 由于完整的 CoSc 化合物的 γ 值为 0.85, 则完整化合物在这 6 种点缺陷化合物中抵抗剪切能力最大, 说明点缺陷的存在可诱发化合物的脆性降低, 使化合物的塑性增加且有空位缺陷反位缺陷和泊松比分析得到提高塑性的主要是 Co 空位缺陷而非 Sc 缺陷 ( 空位和反位 ) 根据 Pugh 的塑性材料 / 脆性材料判据,6 种点缺陷的 B/G 都大于.75, 如表 2 所示缺陷化合物表现明显的塑性, 且塑性由大到小依次为 Co 三空位 Co 双反位第二近邻 Co 双反位第三近邻 Co 双空位 Co 单空位和 Co 双反位第一近邻, 与利用泊松比 γ 得到的结论吻合 4 结论 ) 由空位形成热和形成能数据可知, 在 CoSc 金属间化合物子格上最容易形成 Co 单空位 ; 而从结合能预测,Co 双空位稳定性最好由反位形成热和反位结合能数据分析可知, 生成 Co 反位所需要的能量比生成 Sc 反位所需要能量低一倍, 因此, 在 CoSc 金属间化合物中易形成 Co 反位, 就反位原子而言,Co 三反位最稳定缺陷体系电子态密度图和费米能分析也证实了热力学分析的正确性 2) 无论偏离 CoSc 理想化学计算比的是富含 Co 还是富含 Sc 的合金, 金属间化合物 CoSc 缺陷类型都是以 Co 反位和 Co 空位缺陷形式存在, 其组态是 Co 单空位 Co 双空位和 Co 三空位, 以及 Co 双反位 3) 与完整的 CoSc 金属间化合物的 γ 值为 0.85 相比较,Co 双反位第一近邻 Co 单空位 Co 双空位 Co 双反位第三近邻 Co 双反位第二近邻和 Co 三空位等 6 种点缺陷 CoSc 化合物的泊松比值均为正值, 都具有比较强的金属键成分, 得出点缺陷的存在可显著提高化合物的塑性, 且提高化合物的塑性主要是 Co 空位缺陷由 Push 定理可知, 缺陷 CoSc 化合物 B/G 大于.75, 表现出明显的塑性 REFERENCES [] 陈煜, 姚正军, 张平则, 魏东博, 罗西希, 韩陪德. Cr Mo 和 W 对 FeAl 金属间化合物电子结构和力学性能影响的第一性原理研究 [J]. 稀有金属材料工程, 204, 43(9): CHEN Yu, YAO Zheng-jun, ZHANG Ping-ze, WEI Dong-bo, LUO Xi-xi, HAN Pei-de. First-Principles study on effects of Cr, Mo and W on the electronic structure and mechanical properties of FeAl intermetallic compounds[j]. Rare Metal Materials and Engineering, 204, 43(9): [2] 孙彩虹, 武敏, 安博. B2 型 TiSi 合金点缺陷结构和力学性能的第一性原理研究 [J]. 井冈山大学学报 ( 自然科学版 ), 204, 35(6): SUN Cai-hong, WU Min, AN Bo. First-principle study on the point defective structures and mechanical property of B2-TiSi alloy[j]. Journal of Jinggangshan University (Natural Science), 204, 35(6): [3] 郑康培, 刘平, 李伟, 马凤仓, 刘新宽, 陈小红, 杨丽红. Al 含量对 CrAlN 涂层微观结构和力学性能的影响 [J]. 真空科学与技术学报, 20, 3(6): ZHENG Kang-pei, LIU Ping, LI Wei, MA Feng-cang, LIU Xin-kuan, CHEN Xiao-hong, YANG Li-hong. Impacts of Al content on microstructures and mechanical properties of CrAlN

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8 596 中国有色金属学报 207 年 8 月 Effect of point defects on physical and mechanical properties of B2-CoSc intermetallic studied by first-principles method ZHU Pan-pan, GUO Xue-feng, CUI Hong-bao (School of Materials Science and Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo , china) Abstract: First-principles based on the density functional theory was conducted to systematacially investigate the thermodynamic parameters, the electronic structures and the elastic properties of B2-CoSc intermetallic with 6 different point defects. Structural stability and elastic-plastic deformation mechanism were studied based on the calculation. The results show that the lowest formation heat and formation energy of single vacancy at Co site are 6.78 ev and 0.43 ev, respectively, so the B2-CoSc intermetallic with single vacancy at Co site is the easiest to form at stead state at room temperature condition. The formation heat and the formation energy of anti-site defect at Co site are 6.52 ev and ev, respectively, and the intermetallic with anti-site defect at Co site is also easier to form and more stable. It is concluded that the most possible forms of point defects are vacancy and anti-site defects at Co site. Specifically, they are single vacancy, double vacancies, three vacancies and double anti-site defects at Co site. The vacancy and anti-site defects at Co site are more stable than vacancy and anti-site defects at Sc site, followed by fermi level and pseudogap of electronic state density figure. Therefore, three vacancies defect at Co site of CoSc intermetallic has the strongest metallic bonding and the best plasticity among the intermetallics with six kinds of point defects by comparing the values of poisson γ. So, the plasticity of intermetallics with vacancy defectes is improved, comparing with the plasticity of perfect CoSc intermetallic. Key words: B2-CoSc intermetallic; first-principles; point defect; plasticity Foundation item: Projects(527073, ) supported by the National Natural Science Foundation of China Received date: ; Accepted date: Corresponding author: GUO Xue-feng; Tel: ; guoxuef@hpu.edu.cn ( 编辑何学锋 )

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untitled 20 1 2010 10 Vol.20 Special 1 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Oct. 2010 1004-0609(2010)S1-s0127-05 Ti-6Al-4V 1 2 2 (1. 710016 2., 710049) 500~1 000 20 Ti-6Al-4V(TC4) TC4 800 TC4 800 TC4 TC4 800