在Ta-Fe μ相中，通过化学方法调控形成的平面缺陷相

《ACTA MATERIALIA》：Chemically tailored planar defect phases in the Ta-Fe μ -phase

　　

克里斯蒂娜·加斯珀（Christina Gasper）|尼萨·乌卢穆丁（Nisa Ulumuddin）|张思远（Siyuan Zhang）|李尚赫（Sang-Hyeok Lee）|克里斯蒂娜·肖（Christina Scheu）|本杰明·伯克尔斯（Benjamin Berkels）|谢卓成（Zhuocheng Xie）|桑德拉·科特-克尔泽尔（Sandra Korte-Kerzel）

摘要

金属间化合物通常具有复杂的晶体结构，这导致了复杂的缺陷结构，这些缺陷结构对其机械性能和功能特性有着至关重要的影响。尽管已经对各种类型的缺陷进行了研究，但对于$\mu$' role="presentation">$\mu$相（一类拓扑结构紧密堆积的相）中的缺陷景观仍缺乏全面的理解。在这项研究中，我们利用电子显微镜和密度泛函理论计算，研究了Ta-Fe$\mu$' role="presentation">$\mu$相在46%至58% Ta含量范围内的平面缺陷结构。电子背散射衍射和高分辨率扫描透射电子显微镜观察发现，在低Ta含量时，基面孪晶界和平面缺陷主要由C14 TaFe$2_{}$' role="presentation">${}_2$ Laves相层组成；而在高Ta含量时，则主要由金字塔形$1\bar{1}02\}$' role="presentation">$1\stackrel{?}{1}02\}$孪晶组成。密度泛函理论对缺陷形成能量的计算证实了Laves相层片是由化学势驱动稳定的。在富Ta的$\mu$' role="presentation">$\mu$相样品中，金字塔形孪晶的普遍存在归因于凝固过程中不同平面缺陷的竞争作用。我们提出了$\mu$' role="presentation">$\mu$相的缺陷景观，说明了化学势空间中位点占据、位错类型和平面缺陷之间的相互作用。这些发现为结构复杂的金属间化合物中的缺陷工程提供了基本见解，并为通过化学调控优化材料性能开辟了新的途径。