Механизмы адгезии на границах раздела металл (сплав) – керамика и диффузии кислорода в этих средах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Бакулин Александр Викторович

• Бакулин Александр Викторович
• доктор наук
• 2025

Оглавление диссертации доктор наук Бакулин Александр Викторович

Введение

1 Методы расчета атомной и электронной структуры твердых тел и их интерфейсов

1.1 Метод псевдопотенциала

1.2 Метод проекционных присоединенных волн

1.3 Дополнительные методы и подходы, используемые при изучении электронной подсистемы кристалла и диффузии

1.3.1 Теория переходного состояния

1.3.2 Метод подталкивающих упругих связей для нахождения седловой точки вдоль траектории миграции атома

1.3.3 Метод Бадера для оценки зарядового состояния атомов

1.3.4 Электростатический и химический метод, основанный на электронной плотности, для оценки зарядового состояния атомов и заселенности перекрывания орбиталей

1.3.5 Заселенность кристаллических орбиталей Гамильтона

1.3.6 Статистический подход для оценки коэффициента диффузии

1.3.7 Метод Лэндмана для оценки коэффициента диффузии

1.4 Заключение к главе

2 Адгезия на границах раздела металл-оксид

2.1 Теоретическое изучение атомной и электронной структуры границ раздела Ме(111)/А1203(0001)

2.2 Методика расчета

2.3 Работа отрыва на границах раздела А1203 с ОЦК и ГЦК металлами

2.4 Моделирование хрупкого разрушения из первых принципов

2.5 Электронная структура границ раздела Me/Al20з(0001)

2.6 Влияние ориентации оксидной подложки на адгезию на границе раздела Ме/2г02

2.7 Влияние вакансий и примесей на адгезию на границах раздела Си(001)/2г02(001)

2.8 Заключение к главе

3 Сравнительное изучение адгезии на границах раздела металл-карбид (нитрид), металл-сплав, сплав-полупроводник

3.1 Механизмы связи металлических атомов на поверхности карбида вольфрама

3.1.1 Структурные и электронные свойства объемного карбида вольфрама

3.1.2 Энергетика связи ё-металлов с поверхностью WC(0001)

3.1.3 Структурные и электронные характеристики

3.1.4 Корреляция электронных и структурных факторов с энергетикой связи металлов на поверхности карбида вольфрама

3.2 Сравнительное изучение адгезии на разно-ориентированных границах раздела Ме^С

3.3 Энергетика связи ^-металлов с поверхностью МеС (Ме = Т^ V)

3.4 Влияние дефектов на адгезию на интерфейсах Al/TiC(N) и Al/VC(N)

3.5 Химическая связь на границах раздела металл-сплав

3.5.1 Модель границы раздела Me/NiAl(001) и Me/№Al(П0), Me = №

3.5.2 Адгезия на границах раздела (001) и (110)

3.5.3 Электронные характеристики границ раздела

3.6 Химическая связь на границе раздела сплав Гейслера - полупроводник

3.7 Заключение к главе

4 Механизм окисления поверхности Т1№ и сегрегации никеля в поверхностных слоях

4.1 Вычислительные детали

4.2 Адсорбция кислорода на поверхности ^№(110)

4.2.1 Адсорбция атомарного кислорода на поверхности ^№(110)-(1х1) и (2x2)

4.2.2 Адсорбция молекулярного кислорода на поверхности ^№(110)-(2х2)

4.2.3 Влияние примесей на адсорбционные свойства кислорода на поверхности П№(110)

4.3 Границы раздела сплав-оксид и металл-сплав

4.3.1 Атомная и электронная структура границ раздела Т№(110)/ТЮ2(100)

4.3.2 Адгезия на границах раздела Ме/^№

4.4 Самодиффузия в сплаве

4.4.1 Экспериментальные и теоретические исследования самодиффузии в 52-сплавах

4.4.2 Вычислительные детали

4.4.3 Энергии образования точечных дефектов

4.4.4 Механизмы самодиффузии в

4.5 Образование дефектов в объемных оксидах титана и интерфейсных слоях

4.6 Заключение к главе

5 Влияние примесей на адсорбцию кислорода на поверхности сплавов Т1-Л1

5.1 Структура и механические свойства интерметаллических сплавов

5.1.1 Экспериментальные и теоретические исследования физико-механических свойств сплавов

5.1.2 Влияние примесей на энергетику образования точечных дефектов

5.1.3 Влияние примесей на механические свойства сплава у-^^

5.1.4 Роль электронной структуры в изменении упругих свойств сплава у-^^

5.2 Адсорбция кислорода на низко-индексных поверхностях сплавов

5.2.1 Атомная структура и энергетическая стабильность низко-индексных поверхностей

ТС-^

5.2.2 Адсорбция кислорода при субмонослойных концентрациях

5.2.3 Влияние концентрации кислорода на формирование поверхностных слоев

5.3 Влияние примесей на адсорбцию кислорода на стехиометрических поверхностях

5.3.1 Поверхность ТШ(100)

5.3.2 Поверхность ^А1(0001)

5.4 Заключение к главе

6 Влияние примесей на адгезионные свойства границ раздела сплав Т1-Л1 - оксид

6.1 Адгезия на интерфейсах ТьА1/А1203

6.1.1 Идеальная граница раздела ^А1/А1203

6.1.2 Идеальная граница раздела Т13А1/А1203

6.2 Адгезия на интерфейсе Т1А1/ТЮ2

6.3 Влияние примесей на адгезию на интерфейсах ТьА1/А1203

6.4 Влияние промежуточных слоев на адгезию на границе раздела ТьА1/А1203

6.4.1 Граница раздела Т13А1(0001)/Ме/А1203(0001)о

6.4.2 Граница раздела Т1Л1(111)/Ме/Л1203(0001)о

6.4.3 Влияние оксидных слоев на адгезию на границе раздела ТьА1/А1203

6.4.4 Влияние нитридных слоев на адгезию на границе раздела ТьА1/А1203

6.5 Заключение к главе

7 Диффузионные свойства кислорода в Т1-Л1 сплавах

7.1 Абсорбция и диффузия кислорода в сплавах ТьА1: статистический подход

7.1.1 Вычислительные детали

7.1.2 Абсорбция кислорода в сплаве а2-Т13А1

7.1.3 Энергии активации и температурный коэффициент диффузии кислорода в сплавах ТьА1

7.2 Диффузия кислорода в сплаве а2-Т13А1: метод Лэндмана

7.3 Диффузия кислорода в сплаве у-^А1: метод Лэндмана

7.4 Влияние примесей на диффузию кислорода в сплаве а2-Т13А1

7.5 Сравнительное изучение диффузии кислорода в разных средах

7.6 Заключение к главе

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизмы адгезии на границах раздела металл (сплав) – керамика и диффузии кислорода в этих средах»

Введение

Актуальность темы исследования. Металлические оксиды интенсивно применяются в современных технологиях, поскольку обладают хорошими механическими свойствами и высокой химической инертностью [1-4]. Они широко используются в микроэлектронике, лазерной оптике, химической промышленности, медицине и в других отраслях современной промышленности. Оксидные пленки служат термическими барьерами или естественными антикоррозийными покрытиями при производстве различных приборов и конструкций. Структурные и физико-механические свойства металлических оксидов и других керамических материалов остаются в центре внимания ученых как с фундаментальной точки зрения, так с точки зрения их широкого технологического приложения. Фактически структура границ раздела и адгезия являются ключевыми факторами в разработке и производстве новых композитных материалов и изделий из них. Явления на границах раздела металл (сплав) - оксид важны для многих технологических процессов и достаточно интенсивно исследуются в последние два десятилетия [5-22] с помощью методов теории функционала электронной плотности (DFT). Такие теоретические исследования позволяют достичь понимания механизмов химической связи на границах раздела на микроскопическом уровне и их зависимости от состава интерфейсных слоев и структурных дефектов. Для понимания механизма изменения адгезионной прочности металлокера-мических границ раздела под влиянием ряда факторов (морфология поверхности, ее химический состав, деформация, давление и др.) необходимо знать электронную структуру (ЭС) контактирующих поверхностей. Если электронная структура низко-индексных поверхностей оксидов и особенности ее изменения при взаимодействии с металлическими адсорбатами достаточно интенсивно обсуждалась в литературе, то значительно меньше выполнено теоретических исследований для границ раздела с пленками сплавов. Это обусловлено, прежде всего, большими вычислительными затратами при проведении подобных расчетов, так как изучаемые структуры могут содержать сотни атомов. Для получения надежных результатов необходимо проведение полной оптимизации атомной структуры границ раздела как в направлении перпендикулярном интерфейсу, так и в его плоскости. Отметим, что для моделирования границ раздела используется суперъячеечный подход с периодическими граничными условиями, позволяющий увеличивать размеры контактирующих структур по нескольким кристаллографическим направлениям. В этой связи появляется возможность изучать также полукогерентные интерфейсы. Несмотря на имеющиеся расчеты интерфейсных структур, дискуссионным остается вопрос, связанный с моделью границ раздела (с вакуумом между пленками или без него, симметричная с двумя границами раздела или несимметричная модель с одной границей раздела). Остается не ясным, насколько конфигурация атомов в ближайших к границе раздела слоях металла или оксида вли-

яет на адгезию. Для изучения механизмов связи одиночных адсорбатов с поверхностью необходимы оценки энергии адсобрции для ряда высоко-симметричных позиций. В случае металлических пленок возможны различные конфигурации границы раздела, что требует сравнительных расчетов энергии связи на интерфейсах. Поскольку систематических расчетов металлокерами-ческих границ раздела выполнено недостаточно, то задача изучения электронных и структурных характеристик, адгезионной прочности и их изменения при деформациях остается актуальной - направленный поиск новых композитных материалов с оптимальным химическим составом, стабильной структурой и хорошими механическими свойствами. Для объяснения взаимосвязи электронной структуры с механическими свойствами границ раздела металл - металл (сплав), металл (сплав) - оксид (карбид, нитрид) необходимо детальное понимание влияния физико-химических особенностей этих границ раздела (состав интерфейсных слоев, дефектность структуры, магнитное состояние интерфейсных атомов и др.) на адгезию.

Не менее актуальной является задача о механизмах окисления поверхностей сплавов и свойствах образующихся границ радела. Известно, что сплавы на основе Т1№ обладает уникальными механическими свойствами, такими как эффект памяти формы и сверхпластичность [23, 24], что обеспечивает его широкое технологическое применение в различных областях индустрии и медицине. В частности, он используется для зубных имплантатов, внутрикостных штифтов, искусственных клапанов сердца, протезов сосудов и различных фиксаторов [23, 24]. Считается, что биосовместимость изделий из никелида титана обусловлена образованием на их поверхности химически инертного диоксида титана, который эффективно пассивирует поверхность Т1№, что предотвращает выход N1 в организм человека [23-27]. Поскольку никель и его соединения токсичны и канцерогенны [28], то его наличие в сплаве может ограничивать медицинское применение, поэтому улучшение биосовместимости и коррозионной стойкости Т1№ является одной из актуальных задач современного материаловедения. Границы раздела оксид-сплав Т1№ изучались ранее в единичных теоретических работах [29, 30], а адгезия на границах раздела сплава с металлами и оксидами не оценивалась.

Считается, что интерес к сплавам на основе титана и алюминия проявился в последние два десятилетия XX века, однако уже в 1961 году отмечалось, что а2-Т13А1 и у-^А1 могут быть полезными конструкционными материалами [31, 32]. Удельная прочность и модуль упругости алюминидов титана выше, чем никелевых суперсплавов, что позволяет использовать их для производства компонентов современных авиадвигателей и турбин [33-37]. Данные сплавы обладают целым комплексом хороших механических свойств, таких как высокая температура плавления, пластичность, высокая жаропрочность и др., что делает их перспективными конструкционными материалами для высокотемпературных применений. Однако основным недостатком сплавов ТьА1 является их недостаточная коррозионная стойкость при высоких темпе-

ратурах. Разработка новых коррозионностойких материалов на основе алюминидов титана, механические свойства которых находились бы между свойствами суперсплавов на основе никеля и высокотемпературными керамиками, является актуальной задачей. Чтобы понять на микроскопическом уровне процесс формирования оксидных слоев на поверхности сплавов Ti-Al необходимо также изучить адсорбцию кислорода и возможный механизм его диффузии в подповерхностные слои. Хотя адсорбция кислорода изучалась теоретическими методами на разнообразных металлических поверхностях, в том числе и на поверхности Al(111) и Ti(0001) [3842], значительно меньшее внимание в литературе уделялось взаимодействию кислорода с поверхностями сплавов Ti-Al. Изучение механизмов адсорбции кислорода на поверхностях сплавов в зависимости от их ориентации и состава поверхностных слоев, а также диффузии кислорода в объем материала представляется актуальной задачей.

Легирование интерметаллических сплавов тугоплавкими элементами или нанокластерами, создание тонких (толщиной в несколько нанометров) функциональных покрытий позволяет улучшить их физико-механические свойства. Поскольку экспериментальные исследования являются трудоемкими и дорогостоящими, то появляется необходимость использования современных методов компьютерного моделирования для изучения многих процессов в объеме материала, на его поверхности и границах раздела. Несмотря на интенсивные экспериментальные и теоретические исследования алюминидов титана, в настоящее время нет целостной картины понимания на атомном уровне механизма окисления сплавов в зависимости от их состава, роста оксидных пленок на поверхности, адгезии на границах раздела, диффузии кислорода, а также влияния примесей на данные свойства и процессы. Это обусловлено, прежде всего, отсутствием комплексных теоретических исследований атомной и электронной структуры данных материалов, их поверхности, границ раздела сплав-оксид, а также их стабильности. В настоящее время отсутствует адекватная модель, объясняющая механизмы формирования оксидных слоев на поверхностях идеальных и легированных сплавов Ti-Al, нет теоретического объяснения природы отслаивания оксидных пленок, отсутствует понимание влияния легирования на эти процессы. Сегрегационное поведение примесей и формирование сложной слоистой структуры на интерфейсах также практически не изучалось. Известно, что проникновение азота из атмосферы ведет к образованию TiN на границе раздела Ti-Al сплав - оксид, с которым связывают повышение коррозионной стойкости сплава. Однако теоретическими методами влияние нитрида титана на диффузию кислорода в сплавах Ti-Al не изучалось. Необходимо более детальное изучение диффузии кислорода в сплавах Ti-Al, поскольку нет однозначного понимания доминантного механизма роста оксидных слоев, который может определяться как кислородной диффузией, так и химической реакцией окисления. Современные теоретические методы позволяют рассчитывать миграционные барьеры кислорода в металлах и сплавах c использованием метода подталкивающих упругих связей (Nudged Elastic Band method, NEB), однако для расчета темпера-

турного коэффициента диффузии необходимо использовать другие подходы, что требует разработки соответствующих программ. В настоящее время практически нет работ, в которых проводились бы сравнительные расчеты температурных коэффициентов диффузии примесей внедрения в рамках нескольких подходов. Таким образом, проблема выбора адекватного метода для его оценки является принципиально важной. Поскольку для улучшения механических свойств алюминидов титана используются легирующие добавки, то необходимо корректно оценивать влияние примесей и их концентраций на диффузионные свойства кислорода в сплавах. В целом мотивация описанных выше исследований лежит не только в области фундаментального понимания атомной и электронной структуры перспективных материалов, их поверхностей и интерфейсов, но и вызвана развитием современных технологий, направленных на создание материалов с улучшенными функциональными свойствами.

Цель работы состоит в теоретическом систематическом исследовании адгезионных свойств металлокерамических границ раздела, механизмов окисления ряда сплавов титана и диффузии кислорода в разных средах в зависимости от структуры, состава и дефектности исследуемых материалов.

Данная проблема была рассмотрена на основе решения ряда актуальных задач физики конденсированного состояния, сформулированных следующим образом:

1. Проведение расчетов атомной и электронной структуры, характеристик межатомного взаимодействия и адгезионной прочности идеальных и дефектных границ раздела металл (сплав) - оксид (нитрид, карбид), металл - сплав, сплав - полупроводник и установление основных электронных и структурных факторов, определяющих адгезию.

2. Изучение механизмов формирования оксидных слоев на поверхности сплавов В2-

а2-Т13А1 и у-Т1А1 и влияния примесей ё-металлов на энергетику связи кислорода с поверхностью.

3. Изучение миграции кислорода в идеальных и легированных сплавах ТьА1 разного состава, а также в Т102 со структурой рутила, а-А1203 и B1-TiN и оценка температурного коэффициента диффузии.

4. Установление механизмов самодиффузии в сплаве а также сегрегации примеси никеля в оксидах титана и на границах раздела оксид титана - сплав.

5. Изучение влияния промежуточных металлических, оксидных и нитридных слоев на адгезионную прочность границ раздела Т1-А1/А1203.

Научная новизна работы. Впервые в рамках единого подхода изучена атомная и электронная структура разнообразных границ раздела (металл (сплав) - оксид (нитрид, карбид), сплав - металл, сплав - полупроводник) и установлены тенденции в изменении адгезионных свойств в зависимости от состава интерфейсных слоев, последовательности упаковки атомных слоев металла, дефектов и деформации. Вскрыта взаимосвязь электронной структуры металлов

с адгезионные свойства интерфейсов в зависимости от типа подложки. Расчет кривых напряжение-деформация впервые показал, что предел прочности на разрыв на границе раздела Ме(111)/А1203(0001)А1 в 4-6 раз выше в случае ОЦК металла (КЬ), чем для границ раздела с ГЦК металлами (А1, Ag, Си).

Уточнена наиболее предпочтительная Т1-обогащенная позиция для адсорбции кислорода на поверхности ^№(110), что и обуславливает формирование оксидных слоев путем изъятия титана из сплава. Впервые установлено влияние 3ё-5ё примесей на энергию адсорбции кислорода на Т1№(110) поверхности. Установлен механизм сегрегации никеля в поверхностных слоях в случае формирования полностью и частично стабилизированных оксидов титана. Получены новые данные о границе раздела ТЮ2/^№ и об энергетике образовании дефектов в интерфейсных слоях. Впервые проведены расчеты границ раздела Ме(П0)/^№(110), Ме(110)/ТЮ2(001) и ТЮ2(001)/^№(110) и показано, что причиной отслаивания металлических пленок от поверхности сплава может быть формирование оксидов титана на интерфейсах. Установлен предпочтительный механизм диффузии никеля в сплаве и показано, что вклад диффузии по собственной подрешетке увеличивается с повышением температуры.

Установлено, что на стехиометрических поверхностях сплавов ТЬА1-Т1А1-Т1А13 энергия связи кислорода увеличивается с повышением содержания титана как вблизи позиции адсорбции, так и в сплаве в целом. Показано, что окисление титана превалирует над окислением алюминия. Показано, что адгезия на границе раздела ТьА1/ТЮ2 значительно ниже, чем на Ть А1/А1203, а примеси в интерфейсных слоях сплавов в основном приводят к понижению адгезии независимо от занимаемой подрешетки. Впервые проведено сравнительное изучение диффузии кислорода в ТьА1 сплавах в рамках статистического подхода, и выявлены ключевые барьеры, определяющие диффузию в сплавах, а также установлено влияние ряда актуальных примесей на коэффициент диффузии. Впервые проведено сопоставление двух методов расчета коэффициента диффузии (статистического и метода Лэндмана) на примере ТьА1 сплавов.

Теоретическая и практическая значимость работы определяется тем, что в результате проведенных теоретических исследований достигнуто комплексное понимание микроскопической природы изменения адгезионных свойств границ раздела сплав - оксид в зависимости от их ориентации, состава интерфейсных слоев и легирующих примесей. Результаты расчетов атомной и электронной структуры широкого спектра интерфейсов (металл-керамика, металл-сплав, сплав-полупроводник, сплав-оксид) позволяют продвинуться в понимании физики интерфейсных явлений и механизмов химической связи пленка-подложка, что необходимо для разработки новых композитных материалов и перспективно с точки зрения их практического применения. Вскрыты механизмы взаимодействия кислорода на поверхностях и в объеме ряда титановых сплавов, а также установлена роль электронной структуры примесей в изменении

энергетики связи. Данные исследования способствовали получению представления о селективности химической связи кислорода на поверхности сплавов и позволяют прогнозировать свойства реальных поверхностей и интерфейсов в зависимости от их состава, структуры и дефектов. Понимание целостной картины на атомном уровне механизмов формирования оксидных слоев на поверхности легированных сплавов и влияния примесей на стабильность и прочность формирующихся границ раздела важно для разработки новых коррозионностойких материалов на основе ТьА1 сплавов.

Объединение теории функционала электронной плотности и теории переходного состояния с методами статистической физики и методом Лэндмана позволяет построить модель диффузии в легированных средах и выделить основные вклады в температурный коэффициент диффузии. Поскольку экспериментальное измерение диффузионных свойств кислорода в материалах и выявление их взаимосвязи со структурой и составом сопряжено с рядом технических трудностей, то компьютерное моделирование диффузии примесей внедрения в разных средах и аналитический расчет актуальных свойств являются необходимыми для достижения прогресса в данном направлении. Практическая ценность данной работы также заключается в накоплении опыта расчетов атомной и электронной структуры идеальных и дефектных объемных и низкоразмерных систем, а также и их фундаментальных свойств.

Методы исследований. Решение поставленных задач проводилось с использованием квантово-механических методов расчета электронной структуры и полной энергии, основанных на теории функционала электронной плотности. Использовались методы псевдопотенциала и проекционных присоединенных волн с плоско-волновым базисом. Межатомное взаимодействие изучалось на основе квантово-топологического анализа электронной плотности методом Баде-ра, с помощью электростатического и химического подхода, основанного на электронной плотности (DDEC) и анализа заселенности кристаллических орбиталей Гамильтона (COHP). Оценка коэффициента диффузии проводилась с помощью статического подхода и метода Лэндмана.

Положения, выносимые на защиту:

1. Зависимости электронных и адгезионных свойств границ раздела Me(111)/Al2Oз(0001)Al (Ме = А1, Ag, Си и №) от последовательности упаковки атомных слоев металла, плоскости разрыва, а также одноосных деформаций в направлении перпендикулярном границе раздела и деформаций в плоскости интерфейса.

2. Количественные закономерности изменения адгезии на границе раздела Me/ZrO2 в зависимости от структуры металла, наличия вакансий, примесей, окончания поверхности оксида и ее ориентации.

3. Корреляции энергий связи адсорбатов и тонких пленок ^-металлов на поверхностях карбидов WC, ^^ VC с электронными и структурными характеристиками интерфейсов.

4. Микроскопические механизмы начальной стадии окисления идеального и легированного ё-металлами сплава Т1№. Селективная адсорбция кислорода в обогащенных титаном позициях способствует его изъятию из сплава с образованием №-обогащенного слоя на границе раздела оксид титана - сплав, а влияние примесей на энергетику связи кислорода с поверхностью Т1№ зависит от занимаемой ими подрешетки сплава. Формирование промежуточных оксидных слоев на интерфейсе Мо(Та)/Т1№(110) может быть причиной его низкой адгезионной прочности.

5. Доминирование антиструктурых дефектов никеля способствует его диффузии в Т1№, и наименьшая энергия активации соответствует циклическим шестипрыжковым механизмам (плоскому и изогнутому), индуцирующим диффузию вдоль направления [001]. Хотя диффузия по собственной подрешетке требует большей энергии, ее вклад повышается с ростом температуры.

6. Качественные и количественные закономерности изменения энергетики связи кислорода с поверхностью идеальных и легированных сплавов Т1-А1 и предложенное разложение изменения энергии адсорбции на химический и термодинамический вклады:

а) адсорбция кислорода наиболее предпочтительна в Т1-обогащенных позициях, независимо от окончания и ориентации поверхности;

б) увеличение концентрации кислорода ведет к его проникновению в подповерхностную область и ослаблению связей Т^А1 в сплаве, при больших концентрациях осажденного кислорода формируется двумерный оксидный слой, характеризующийся запрещенной щелью в электронном спектре;

в) примеси ё-металлов на Тьподрешетке сплава в основном ведут к понижению энергии адсорбции кислорода, тогда как замещение А1 повышает энергию связи кислорода с поверхностью.

7. Механизмы влияния примесей замещения на энергетику связи кислорода на внутренних и внешних интерфейсах Т1-А1 сплавов являются подобными: имеет место корреляция между энергией адгезии и адсорбции на контактирующих поверхностях сплава. Образование промежуточных слоев на интерфейсе А1203(0001)/Т1^Ме,Ме0х)/Т1-А1 ведет к понижению прочности границы раздела, при этом влияние нитрида титана менее выражено, чем металлических и оксидных слоев.

8. Результаты сравнительного изучения диффузии кислорода в разных средах (Т1-А1 сплавах, Т102, А1203, Т1^, в том числе, в зависимости от дефектов, примесей и их концентрации с использованием статистического подхода и метода Лэндмана.

Достоверность научных выводов и результатов достигается корректностью постановки решаемых задач и их физической обоснованностью, использованием современных квантово-механических методов расчета электронной структуры материалов, а также методов статистической физики, согласием результатов с экспериментальными данными и результатами, полученными в других теоретических работах. Сформулированные выводы являются согласованными и не содержат внутренних противоречий. Результаты работы прошли апробацию и опуб-

ликованы в рецензируемых журналах, индексируемых международными базами Scopus и Web of Science.

Личный вклад автора заключается в проведении основных расчетов атомной и электронной структуры, характеристик химической связи и диффузии, а также других свойств рассматриваемых систем. Автором сделан определяющий вклад при постановке задач, разработке путей и методов их решения, а также интерпретации полученных данных. Результаты диссертационной работы, представленные в положениях, выносимых на защиту, получены лично автором. В совместных публикациях автору принадлежат результаты, сформулированные в выводах и положениях, выносимых на защиту.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и симпозиумах: на школе-конференции молодых ученых «Неорганические соединения и функциональные материалы» (Новосибирск, 2010); на Международной конференции по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов (Томск, 2011); на практическом семинаре по молекулярному ab initio моделированию: на пути к пониманию основных принципов свойств и функций материалов / Hands-on Tutorial Workshop 2011 on Ab Initio Molecular Simulations: Toward a First-Principles Understanding of Materials Properties and Functions (Берлин, Германия, 2011); на Всероссийской школе-семинаре по проблемам физики конденсированного состояния вещества СПФКС-13 (Екатеринбург, 2012); на Европейском симпозиуме по мартенситным превращениям / European Symposium on Martensitic Transformations, ESOMAT (Санкт-Петербург, 2012; Антверпен, Бельгия, 2015; Мец, Франция, 2018); на Международной конференции «Функциональные материалы и нанотехнологии» / International conference «Functional Materials and Nanotechnologies» FM&NT (Рига, Латвия, 2012, 2018); на Международной конференции «Физическая мезомеханика многоуровненных систем - 2014. Моделирование, эксперимент, приложения» (Томск, 2014); на V Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества» (Суздаль, 2014); на Международной конференции по мартенситным превращениям / International Conference on Martensitic Transformations, ICOMAT (Бильбао, Испания, 2014); на XII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2015); на Международной конференции «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций» (Томск, 2015, 2016, 2018, 2019); на Международной конференции по функциональным материалам для решения передовых энергетических проблем / International Conference on Functional Materials for Frontier Energy Issues (Новосибирск, 2015); на школе-конференции молодых ученых «Неорганические соединения и функциональные материалы» (Новосибирск, 2015); на конференции ^k-2015 (ab initio (из электронной структуры) расчеты процессов в материалах) / ¥k-2015 Conference (ab initio (from the electronic structure) calculations of processes in materials) (Испания, Сан-Себастьян,

2015); на XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2016); на 8-ой Международной конференции по структуре материалов и микромеханике разрушения / 8th International Conference on Materials Structure and Micromechanics of Fracture, MSMF8, (Брно, Чехия, 2016); на четвертом междисциплинарном научном форуме с международным участием «Новые материалы и перспективные технологии» (Москва, 2018); на двадцать первой ежегодной конференции YUCOMAT и одиннадцатой Всемирной конференции круглого стола по спеканию / Twenty-first Annual conference YUCOMAT & Eleventh World Round Table Conference on Sintering WRTCS (Герцег-Нови, Черногория, 2019); на Международной конференции «Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии» (Томск, 2020, 2021); на Международной конференции «Физическая мезомеханика материалов. Физические принципы формирования многоуровневой структуры и механизмы нелинейного поведения» (Томск, 2022); на XXXIV Симпозиуме «Современная химическая физика» (Туапсе, 2022).

Связь с научными проектами. Часть результатов получена при поддержке грантов: РФФИ № 09-03-00523 «Первопринципное исследование влияния структурных дефектов на адгезию на границах раздела металл-керамика» (2009-2011), РФФИ-ГФЕН № 14-02-91150 «Пер-вопринципное изучение формирования оксидных слоев на поверхностях сплавов на основе титана и их границ раздела с оксидами» (2014-2015), РНФ № 18-03-00064 «Структурные, физико-химические и механические свойства границ раздела Ti-Al сплав - оксид: фундаментальные аспекты» (2018-2020), РНФ № 21-73-00243 «Разработка научных основ повышения коррозионной стойкости Ti-Al сплавов путем управления диффузией кислорода в легированных сплавах и оксидах» (2021-2023); ГЗ Минобрнауки РФ: «III.23.1.2. Экспериментально-теоретическое обоснование модели зарождения и развития локализованной пластичности и разрушения твердых тел с мультимасштабной структурой с учетом вкладов кристаллической решетки, ее дефектов и внешних факторов» (2015-2016), «III.23.1.2. Автоволновые модели развития локализованной пластичности и разрушения на различных пространственно-временных масштабах в твердых телах разной природы как открытых неравновесных нестационарных системах и методы прогнозирования отклика таких сред на внешние воздействия» (2017-2018), FWRW-2019-0031 «III.23.2.8. Влияние электронной подсистемы на свойства и структуру внутренних и внешних границ раздела и функциональные свойства объемных и низкоразмерных материалов» (20192021), FWRW-2022-0001 «Изучение роли электронной структуры в формировании функциональных свойств объемных и низкоразмерных материалов» (2022-2024).

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Бакулин Александр Викторович, 2025 год

Список литературы

1. Surfaces and interfaces of ceramic materials / by eds. L.C. Dufour, C. Monty, G. Petot-Ervas. - Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1989. - 806 p.

2. Ultrathin oxide layers for solar and electrocatalytic systems / ed. by H. Frei, D.V. Esposito. - Croydon, UK: The Royal Society of Chemistry, 2022. - 363 p.

3. Ceramic coatings for high-temperature environments. From thermal barrier to environmental barrier applications / ed. by A. Pakseresht, K. Kirubaharan, A. Mosas. - Cham: Springer, 2024. - 491 p.

4. Metal and metal-oxide based nanomaterials. Synthesis, agricultural, biomedical and environmental interventions / ed. by R.K. Bachheti, A. Bachheti, A. Husen. - Singapure: Springer, 2024. - 349 p.

5. Finnis, M.W. The theory of metal-ceramic interfaces / M.W. Finnis // J. Phys.: Condens. Matter. - 1996. - Vol. 8, No. 32. - P. 5811-5836.

6. Kruse, C. First-principles study of the atomistic and electronic structure of the niobium-a-alumina (0001) interface / C. Kruse, M.W. Finnis, J.S. Lin, M.C. Payne, V.Y. Milman, et al. // Philos. Mag. Lett. - 1996. - Vol. 73, No. 6. - P. 377-384.

7. Zhao, G.L. First-principles study of the a-Al2O3(0001)/Cu(111) interface / G.L. Zhao, JR. Smith, J. Raynolds, D.J. Srolovitz // Interface Sci. - 1996. - Vol. 3, No. 4. - P. 289-302.

8. Purton, J. Computer modelling of metal-oxide interfaces / J. Purton, S.C. Parker, D.W. Bullett // J. Phys.: Condens. Matter. - 1997. - Vol. 9, No. 27. - P. 5709-5717.

9. Batirev, I.G. First-principles calculations of the ideal cleavage energy of bulk niobi-um(111)/a-alumina(0001) interfaces / I.G. Batirev, A. Alavi, M.W. Finnis, T. Deutsch // Phys. Rev. Lett. - 1999. - Vol. 82, No. 7. - P. 1510-1513.

10. Zhang, W. Stoichiometry and adhesion of Nb/AhO3 / W. Zhang, J R. Smith // Phys. Rev. B. - 2000. - Vol. 61, No. 24. - P. 16883-16889.

11. Zhang, W. Nonstoichiometric interfaces and Al2O3 adhesion with Al and Ag / W. Zhang, J R. Smith // Phys. Rev. Lett. - 2000. - Vol. 85, No. 15. - P. 3225-3228.

12. Batyrev, I.G. In-plane relaxation of Cu(111) and Al(111)/a-Al2O3 (0001) interfaces / I.G. Batyrev, L. Kleinman // Phys. Rev. B. - 2001. - Vol. 64. - P. 033410.

13. Zhukovskii, Yu.F. The adhesion properties of the Ag/a-Al2O3(0001) interface: an ab initio study / Yu.F. Zhukovskii, E.A. Kotomin, B. Herschend, K. Hermansson, P.W.M. Jacobs // Surf. Sci. -2002. - Vol. 513, No. 2. - P. 343-358.

14. Zhang, W. The connection between ab initio calculations and interface adhesion measurements on metal/oxide systems: Ni/Al2O3 and Cu/Al2O3 / W. Zhang, J.R. Smith, A.G. Evans // Acta Mater. - 2002. - Vol. 50, No. 15. - P. 3803-3816.

15. Feng, J. Ab initio study of Ag/Al2O3 and Au/Al2O3 interfaces / J. Feng, W. Zhang, W. Jiang // Phys. Rev. B. - 2005. - Vol. 72. - P. 115423.

16. Dmitriev, S.V. Atomistic structure of the Cu(111)/a-Al2O3(0001) interface in terms of interatomic potentials fitted to ab initio results / S.V. Dmitriev, N. Yoshikava, M. Kohyama, S. Tanaka, R. Yang, Yu. Kagawa // Acta. Materialia. - 2004. - Vol. 52 - P. 1959-1970.

17. Beltrán, J.I. Ab initio study of decohesion properties in oxide/metal systems / J.I. Beltrán, M.C. Muñoz // Phys. Rev. B. - 2008. - Vol. 78. - P. 245417.

18. Li, H. Advances in ab initio thermodynamic studies on metal/oxide interfaces / H. Li, W. Zhang, JR. Smith // Phys. Status Solidi A. - 2011. - Vol. 208, No. 5. - P. 1166-1173.

19. Wang, B. First-principles study of the bonding characteristics of TiAl(111)/Al203(0001) interface / B. Wang, J. Dai, X. Wu, Y. Song, R. Yang // Intermetallics. - 2015. - Vol. 60. - P. 58-65.

20. Tea, E. Atomic bonding and electrical potential at metal/oxide interfaces, a first principle study / E. Tea, J. Huang, G. Li, C. Hin // J. Chem. Phys. - 2017. - Vol. 146. - P. 124706.

21. Li, H. Strong metal-metal interaction and bonding nature in metal/oxide interfaces with large mismatches / H. Li, M. Saito, C. Chen, K. Inoue, K. Akagi, Y. Ikuhara // Acta Mater. - 2019. -Vol. 179. - P. 237-246.

22. Li, Y. Enhancing adhesion of Al203 scale on Ti-Al intermetallics by alloying: A first principles study / Y. Li, J.H. Dai, Y. Song // Comput. Mater. Sci. - 2020. - Vol. 181. - P. 109756.

23. Shabalovskaya, S.A. Physicochemical and biological aspects of Nitinol as a biomaterial / S.A. Shabalovskaya // Int. Mater. Rev. - 2001. - Vol. 46, No. 5. - P. 233-250.

24. Гюнтер, В.Э. Никелид титана. Медицинский сплав нового поколения / В.Э. Гюнтер,

B.Н. Ходоренко, Ю.Ф. Ясенчук, Т.Л. Чекалкин и др. - Томск: Изд-во МИЦ, 2006. - 296 с.

25. Shabalovskaya, S.A. Critical overview of Nitinol surfaces and their modifications for medical applications / S. Shabalovskaya, J. Anderegg, J. Van Humbeeck // Acta Biomaterialia. - 2008. -Vol. 4. - P. 447-467.

26. Wadood, A. Brief overview on Nitinol as biomaterial / A. Wadood // Adv. Mater. Sci. Eng. - 2016. - Vol. 2016. - P. 4173138.

27. Shabalovskaya, S.A. Surface, corrosion and biocompatibility aspects of Nitinol as an implant material / S.A. Shabalovskaya // Bio-Med. Mater. Eng. - 2002 - Vol. 12, No. 1. - P. 69-109.

28. National Toxicology Program. 15th Report on Carcinogens. [Электронный ресурс]. -Research Triangle Park, NC: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, 2021. - Режим доступа: http://ntp.niehs.nih.gov/go/roc15/.

29. Nolan, M. The atomic level structure of the Ti02-NiTi interface / M. Nolan, S.A.M. Tofail // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2010. - Vol. 12. - P. 9742-9750.

30. Juan, J. DFT study of Ni segregation at the B2-NiTi(110)/rutile-Ti02(110) interface / J. Juan, V. Orazi, M. Sandoval, P. Bechthold, A. Hernández-Laguna, C.I. Sainz-Díaz, E.A. González, M. Jenko, P.V. Jasen // Appl. Surf. Sci. - 2019. - Vol. 489. - P. 287-296.

31. Алтунин, Ю.Ф. Двойные сплавы титан-алюминий / Ю.Ф. Алтунин, С.Г. Глазунов // Титан в промышленности. - М.: Оборонгиз, 1961. - С. 5-30.

32. Алтунин, Ю.Ф. Высокожаропрочные титановые сплавы / Ю.Ф. Алтунин,

C.Г. Глазунов // Титан в промышленности. - М.: Оборонгиз, 1961. - С. 245-253.

33. Li, Z. High temperature corrosion of intermetallics / Z. Li, W. Gao // Intermetallics research progress / ed. by N. Berdovsky. - New York: Nova Science Publishers, 2008. - P. 1-64.

34. Куликовский, Р.А. Перспективы промышленного применения алюминидов титана в авиадвигателестроении / Р.А. Куликовский, С.Н. Пахолка, Д.В. Павленко // Строительство, материаловедение, машиностроение: Стародубовские чтения, сб. научных трудов. - 2015. - Вып. 80. - С. 369-372.

35. Clemens, H. Intermetallic titanium aluminides in aerospace applications - processing, micro-structure and properties / H. Clemens, S. Mayer // Mater. High Temp. - 2016. - Vol. 33, No. 4/5. -P.560-570.

36. Gupta, R.K. Titanium aluminides / R.K. Guptaa, B. Panta // Intermetallic matrix composites. Properties and applications / ed. by R. Mitra. - Duxford, UK: Woodhead Publishing, 2018. - P. 71-93.

37. Kumar, V.A. Recent advances in processing of titanium alloys and titanium aluminides for space applications: A review / V.A. Kumar, R.K. Gupta, M.J.N.V. Prasad, S.V.S.N. Murty // J. Mater. Res. - 2021. - Vol. 36. - P. 689-716.

38. Kiejna, A. Stability of oxygen adsorption sites and ultrathin aluminum oxide films on Al(111) / A. Kiejna, B.I. Lundqvist // Surf. Sci. - 2002. - Vol. 504. - P. 1-10.

39. Gou, J.X. Oxygen adsorption on Al (111) surface interstitial site calculated by density functional theory / J.X. Guo, L. Guan, F. Bian, Q.X. Zhao, Y.L. Wang, B.T. Liu // Surf. Interface Anal. - 2011. - Vol. 43. - P. 940-944.

40. Zhou, S.Q. Oxygen adsorption and diffusion on Al(111) surface and subsurface: a theoretical study / S.Q. Zhou, Y.Y. Wu, S.Y. Xu, F.Q. Zhao, X.H. Ju // Can. J. Chem. - 2016. - Vol. 94, No. 6. - P. 541-546.

41. Liu, S.Y. Ab initio study of oxygen adsorption on the Ti(0001) surface / S.Y. Liu,

F.H. Wang, Y.S. Zhou, J.X. Shang // J. Phys.: Condens. Matter. - 2007. - Vol. 19. - P. 226004.

42. Xing, H. Adsorption and diffusion of oxygen on metal surfaces studied by first-principle study: A review / H. Xing, P. Hu, S. Li, Y. Zuo, J. Han, X. Hua, K. Wang, F. Yang, P. Feng, T. Chang // J. Mater. Sci. Technol. - 2021. - Vol. 62. - P. 180-194.

43. Phillips, J.C. New method for calculating wave functions in crystals and molecules / J.C. Phillips, L. Kleinman // Phys. Rev. - 1959. - Vol. 116, No. 2. - P. 287-294.

44. Hamann, D.R. Semiconductor charge densities with hard-core and soft-core pseudopotentials / D.R. Hamann // Phys. Rev. Lett. - 1979. - Vol. 42, No. 10. - P. 662 - 665.

45. Bachelet, G.B. Pseudopotentials that work: From H to Pu / G.B. Bachelet, D.R. Hamann, M. Schlüter // Phys. Rev. B. - 1982. - Vol. 26, No. 8. - P. 4199-4228.

46. Greenside, H.S. Pseudopotentials for the 3d transition-metal elements / H.S. Greenside, M. Schlüter // Phys. Rev. B. - 1983. - Vol. 28, No. 2. - P. 535-543.

47. Kerker, G.P. Non-singular atomic pseudopotentials for solid state applications /

G.P. Kerker // J. Phys. C: Solid St. Phys. - 1980. - Vol. 13. - P. L189 - L194.

48. Vanderbilt, D. Soft self-consistent pseudopotentials in a generalized eigenvalue formalism / D. Vanderbilt // Phys. Rev. В. - 1990. - Vol. 41, No. 11. - P. 7892 - 7895.

49. Laasonen, К. Car-Parrinello molecular dynamics with Vanderbilt ultrasoft pseudopotentials / K. Laasonen, A. Pasquarello, R. Car, C. Lee, D. Vanderbilt // Phys. Rev. В. - 1992. - Vol. 47, No. 16. - P. 10142 - 10153.

50. Kresse, G. Ab-initio Molekular Dynamik für flüssige Metalle : Ph.D. thesis / Georg Kresse. - Wien, 1993. - 354 p.

51. Kresse, G. Norm-conserving and ultrasoft pseudopotentials for first-row and transition elements / G. Kresse, J. Hafher // J. Phys.: Condens. Matter. - 1994. - Vol. 6, No. 40. - P. 8245-8257.

52. Blöchl, P.E. Projector augmented-wave method / P.E. Blöchl // Phys. Rev. B. - 1994. -Vol. 50, No. 24. - P. 17953-17979.

53. Kresse, G. From ultrasoft pseudopotentials to the projector augmented-wave method /

G. Kresse, D. Joubert // Phys. Rev. B. - 1999. - Vol. 59, No. 3. - P. 1758-1775.

54. VASP - Vienna Ab initio Simulation Package [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.vasp.at.

55. Heumann, T. Diffusion in Metallen: Grundlagen, Theorie, Vorgänge in Reinmetallen und Legierungen / T. Heumann. - Berlin: Springer, 1992. - 310 p.

56. Mills, G. Quantum and thermal effects in H2 dissociative adsorption: evaluation of free energy barriers in multidimensional quantum systems / G. Mills, H. Jonsson // Phys. Rev. Lett. - 1994. -Vol. 72, No. 7. - P. 1124-1127.

57. Mills, G. Reversible work transition state theory: application to dissociative adsorption of hydrogen / G. Mills, H. Jonsson, G.K. Schenter // Surf. Sci. - 1995. - Vol. 324. - P. 305-337.

58. Jonsson, H. Nudged elastic band method for finding minimum energy paths of transitions /

H. Jonsson, G. Mills, K.W. Jacobsen // Classical and quantum dynamics in condensed phase simulations / ed. by B.J. Berne, G. Ciccotti, D.F. Coker. - Singapore : World Scientific, 1998. - P. 385-404.

59. Henkelman, G. Improved tangent estimate in the nudged elastic band method for finding minimum energy paths and saddle points / G. Henkelman, H. Jonsson // J. Chem. Phys. - 2000. -Vol. 113, No. 22. - P. 9978-9985.

60. Henkelman, G. A climbing image nudged elastic band method for finding saddle points and minimum energy paths / G. Henkelman, B.P. Uberuaga, H. Jonsson // J. Chem. Phys. - 2000. -Vol. 113, No. 22. - P. 9901-9904.

61. Bader, R.F.W. Atoms in molecules: A quantum theory / R.F.W. Bader. - Oxford: Clar-enden press, 1994. - 456 p.

62. Henkelman, G. A fast and robust algorithm for Bader decomposition of charge density / G. Henkelman, A. Arnaldsson, H. Jonsson // Comp. Mater. Sci. - 2006. - Vol. 36, No. 3. - P. 354-360.

63. Sanville, E. Improved grid-based algorithm for Bader charge allocation / E. Sanville, S.D. Kenny, R. Smith, G. Henkelman // J. Comput. Chem. - 2007. - Vol. 28, No. 5. - P. 899-908.

64. Tang, W. A grid-based Bader analysis algorithm without lattice bias / W. Tang, E. Sanville, G. Henkelman // J. Phys.: Condens. Matter. - 2009. - Vol. 21, No. 8. - P. 084204.

65. Yu, M. Accurate and efficient algorithm for Bader charge integration / M. Yu, D R. Trinkle // J. Chem. Phys. - 2011. - Vol. 134. - P. 064111.

66. Code: Bader Charge Analysis [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://theory.cm.utexas.edu/henkelman/code/bader/.

67. Manz, T.A. Introducing DDEC6 atomic population analysis: part 1. Charge partitioning theory and methodology / T.A. Manz, N.G. Limas // RSC Adv. - 2016. - Vol. 6. - P. 47771-47801.

68. Limas, N.G. Introducing DDEC6 atomic population analysis: part 2. Computed results for a wide range of periodic and nonperiodic materials / N.G. Limas, T.A. Manz // RSC Adv. - 2016. -Vol. 6. - P. 45727-45747.

69. Manz, T.A. Introducing DDEC6 atomic population analysis: part 3. Comprehensive method to compute bond orders / T.A. Manz // RSC Adv. - 2017. - Vol. 7. - P. 45552-45581.

70. Cao, W.L. On the presence of non-nuclear attractors in the charge distributions of Li and Na clusters / W.L. Cao, C. Gatti, P.J. MacDougall, R.F.W. Bader // Chem. Phys. Lett. - 1987. -Vol. 141, No. 5. - P. 380-385.

71. Luana, V. Non-nuclear maxima of the electron density on alkaline metals / V. Luana, P. Mori-Sanchez, A. Costales, M.A. Blanco, A.M. Pendas // J. Chem. Phys. - 2003. - Vol. 119, No. 12. - P. 6341-6350.

72. Dale, S.G. Density-functional description of electrides / S.G. Dale, A. Otero-de-la-Roza, E.R. Johnson // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2014. - Vol. 16. - P. 14584-14593.

73. Stone, A.J. Distributed multipole analysis, or how to describe a molecular charge distribution / A.J. Stone // Chem. Phys. Lett. - 1981. - Vol. 83, No. 2. - P. 233-239.

74. Elking, D M. Gaussian multipole model (GMM) / D M. Elking, G.A. Cisneros, J.P. Piquemal, T.A. Darden, L.G. Pedersen // J. Chem. Theory Comput. - 2010. - Vol. 6. - P. 190-202.

75. Cardamone, S. Multipolar electrostatics / S. Cardamone, T.J. Hughes, P.L.A. Popelier // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2014. - Vol. 16. - P. 10367-10387.

76. Pauling, L. The nature of the chemical bond. IV. The energy of single bonds and the relative electronegativity of atoms / L. Pauling // J. Am. Chem. Soc. - 1932. - Vol. 54, No. 9. - P. 3570-3582.

77. Hoffmann, R. How chemistry and physics meet in the solid state / R. Hoffmann // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. - 1987. - Vol. 26. - P. 846-878.

78. Dronskowski, R. Crystal orbital Hamilton populations (COHP). Energy-resolved visualization of chemical bonding in solids based on density-functional calculations / R. Dronskowski, P.E. Blochl // J. Phys. Chem. - 1993. - Vol. 97, No. 33. - P. 8617-8624.

79. Deringer, V.L. Crystal orbital Hamilton population (COHP) analysis as projected from plane-wave basis sets / V.L. Deringer, A.L. Tchougreeff, R. Dronskowski // J. Phys. Chem. A. - 2011. - Vol. 115. - P. 5461-5466.

80. Maintz, S. Analytic projection from plane-wave and PAW wavefunctions and application to chemical-bonding analysis in solids / S. Maintz, V.L. Deringer, A.L. Tchougreeff, R. Dronskowski // J. Comput. Chem. - 2013. - Vol. 34, No. 29. - P. 2557-2567.

81. Maintz, S. LOBSTER: A tool to extract chemical bonding from plane-wave based DFT / S. Maintz, V.L. Deringer, A.L. Tchougreeff, R. Dronskowski // J. Comput. Chem. - 2016. - Vol. 37, No. 11. - P. 1030-1035.

82. Bertin, Y.A. Modèle atomique de diffusion de l'oxygène dans le titane а / Y.A. Bertin, J. Parisot, J.L. Gacougnolle // J. Less-Common Met. - 1980. - Vol. 69. - P. 121-138.

83. Landman, U. Stochastic theory of multistate diffusion in perfect and defective systems. I. Mathematical formalism / U. Landman, M.F. Shlesinger // Phys. Rev. B. - 1979. - Vol. 19, No. 12. -P.6207-6219.

84. Landman, U. Stochastic theory of multistate diffusion in perfect and defective systems. II. Case studies / U. Landman, M.F. Shlesinger // Phys. Rev. B. - 1979. - Vol. 19, No. 12. - P. 6220-6237.

85. Nagata, T. Nanoscale redox reaction at metal oxide interface. A case study on Schottky contact and ReRAM / T. Nagato. - Ibaraki, Japan: Springer, 2020. - 94 p.

86. Uday, M.B. Current issues and problems in the joining of ceramic to metal / M.B. Uday, M.N. Ahmad-Fauzi, A.M. Noor, S. Rajoo // Joining technologies / ed. by M. Ishak. - InTech, 2016. -P.159-193.

87. Sato, Y. Hydrostatic compression of four corundum-type compounds: a-Al2O3, V2O3, Cr2O3, and a-Fe2O3 / Y. Sato, S. Akimoto // J. Appl. Phys. - 1979. - Vol. 50, No. 8. - P. 5285-5291.

88. Robertson, J. High dielectric constant oxides / J. Robertson // Eur. Phys. J. Appl. Phys. -2004. - Vol. 28. - P. 265-291.

89. Metal-ceramic interfaces. Proceedings of an International workshop / by eds. M. Rühle, A G. Evans, M.F. Ashby, J.P. Hirth. - Oxford: Pergamon press, 1990. - 433 p.

90. Evans, A.G. Some aspects of the mechanical strength of ceramic/metal bonded systems / A G. Evans, M.C. Lu, S. Schmauder, M. Rühle // Acta Metall. - 1986. - Vol. 34, No. 8. - P. 1643-1655.

91. Fundamentals of metal-matrix composites / ed. S. Suresh, A. Mortensen, A. Needleman. -Boston: Butterworth-Heinemann; 1993. - 342 p.

92. Muñoz, M.C. Adhesion at metal-ZrO2 interfaces / M.C. Muñoz, S. Gallego, J.I. Beltrán, J. Cerdá // Surf. Sci. Rep. - 2006. - Vol. 61, No. 7. - P. 303-344.

93. Siddiq, A. Niobium/alumina bicrystal interface fracture: A theoretical interlink between local adhesion capacity and macroscopic fracture energies / A. Siddiq, S. Schmauder, M. Ruehle // Eng. Fract. Mech. - 2008. - Vol. 75, No. 8. - P. 2320-2332.

94. Wey, Y. Toughness of Ni/Al2O3 interfaces as dependent on micron-scale plasticity and atomistic-scale separation / Y. Wei, J.W. Hutchinson // Philos. Mag. - 2008. - Vol. 88, No. 30/32. -P.3841-3859.

95. Еремеев, C.B. Влияние кислородных вакансий на адгезию на границах раздела Nb/Al2O3 и Ni/ZrO2 / C.B. Еремеев, Л.Ю. Немирович-Данченко, С.Е. Кулькова // ФТТ. - 2008. -Т. 50, вып. 3. - С. 523-532.

96. Eremeev, S.V. Investigation of the electronic structure of Me/Al203(0001) interfaces // S.V. Eremeev, S. Schmauder, S. Hocker, S E. Kulkova // Physica B. - 2009. - Vol. 404. - P. 2065-2071.

97. Eremeev, S.V. Ab-initio investigation of Ni(Fe)/Zr02(001) and Ni-Fe/Zr02(001) interfaces / S.V. Eremeev, S. Schmauder, S. Hocker, S E. Kulkova // Surf. Sci. - 2009. - Vol. 603. - P. 2218-2225.

98. Кулькова, С.Е. Электронная структура и адгезия на границах раздела металл-оксид алюминия / С.Е. Кулькова, С.В. Еремеев, S. Hocker, S. Schmauder // ФТТ. - 2010. - Т. 52, вып. 12. - С. 2421-2427.

99. Мельников, В.В. Адгезия на границах раздела между ОЦК-металлами и a-Al2O3 /

B.B. Мельников, С.Е. Кулькова // ЖЭТФ. - 2012. - Т. 141, вып. 2. - С. 345-354.

100. Hocker, S. Atomistic simulations of metal-Al2O3 / S. Hocker, A. Bakulin, H. Lipp, S. Schmauder, S. Kulkova // Handbook of Mechanics of Materials, eds. C.H. Hsueh, S. Schmauder,

C.S. Chen, K.K. Chawla, N. Chawla, W. Chen, Y. Kagawa. - Singapore, Springer, 2019. - P. 199-239.

101. Hocker, S. Ab initio investigation of tensile strengths of metal(111)/a-Al2O3(0001) interfaces / S. Hocker, S. Schmauder, A. Bakulin, S. Kulkova // Philos. Mag. - 2014. - Vol. 94, No. 3. -P.265-284.

102. Hui, L. Effects of aluminum diffusion on the adhesive behavior of the Ni(111)/Cr2O3(0001) interface: First principle study / L. Hui, L. Yuping, Z. Caili, D. Nan, L. Aidong, L. Hongfei, D. Hong-biao, H. Peide // Comput. Mater. Sci. - 2013. - Vol. 78. - P. 116-122.

103. Tse, K.Y. Electronic and atomic structure of metal-HfO2 interfaces / K.Y. Tse, D. Liu, J. Robertson // Phys. Rev. B. - 2010. - Vol. 81. - P. 035325.

104. Yang, R. First-principles study on the tensile strength and fracture of the Al-terminated stoichiometric a-Al2O3(0001)/Cu(111) interface / R. Yang, S. Tanaka, M. Kohyama // Philos. Mag. -

2005. - Vol. 85, No. 25. - P. 2961-2976.

105. Tanaka, S. First-principles study of the adhesive and mechanical properties of the O-terminated a-Al2O3(0001)/Cu(111) interfaces / S. Tanaka, R. Yang, M. Kohyama // Philos. Mag. -

2006. - Vol. 86, No. 32. - P. 5123-5135.

106. Jiang, Y. First principles based predictions of the toughness of a metal/oxide interface // Y. Jiang, Y. Wei, J R. Smith, J.W. Hutchinson, A G. Evans // Int. J. Mater. Res. - 2010. - Vol. 101, No. 1. - P. 8-15.

107. Wang, X.G. Effect of hydrogen on Al2O3/Cu interfacial structure and adhesion / X.G. Wang, J R. Smith, M. Scheffler // Phys. Rev. B. - 2002. - Vol. 66. - P. 073411.

108. Chatain, D. Estimation du travail d'adhesion et des angles de contact dans les systemes non reactifs metal-oxyde ionocovalent / D. Chatain, I. Rivollet, N. Eustathopoulos // J. Chim. Phys. Phys.-Chim. Biol. - 1987. - Vol. 84. - P. 201-203.

109. Chatain, D. Wetting and interfacial bonding in ionocovalent oxide-liquid metal systems /

D. Chatain, L. Coudurier, N. Eustathopoulos // Revue Phys. Appl. - 1988. - Vol. 23. - P. 1055-1064.

110. Christensen, A. Adhesion of ultrathin ZrO2(111) films on Ni(111) from first principles / A. Christensen, E.A. Carter // J. Chem. Phys. - 2001. - Vol. 114, No. 13. - P. 5816-5831.

111. Beltrán, J.I. Bond formation at the Ni/ZrO2 interface / J.I. Beltrán, S. Gallego, J. Cerdá, J.S. Moya, M C. Muñoz // Phys. Rev. B. - 2003. - Vol. 68. - P. 075401.

112. Sotiropoulou, D. An XPS and XAES study of the Ni/ZrO2 interface / D. Sotiropoulou, S. Ladas // Surf. Sci. - 1998. - Vol. 408. - P. 182-189.

113. Harel, S. Electronic structure at zirconia-nickel and zirconia-nickel oxide interfaces / S. Harel, J.M. Mariot, C.F. Hague // Surf. Sci. - 1992. - Vol. 269/270. - P. 1167-1172.

114. Ruff, O. Beiträge zur Keramik hochfeuerfester Stoffe. l. Die Formen des Zirkondioxyds / O. Ruff, F. Ebert // Z. Anorg. Allg. Chem. - 1929. - Vol. 180. - P. 19-41.

115. Beltrán, J.I. Oxygen vacancies at Ni/c-ZrO2 interfaces / J.I. Beltrán, S. Gallego, J. Cerdá, M.C. Muñoz // J. Eur. Ceram. Soc. - 2003. - Vol. 23. - P. 2737-2740.

116. Мельников, В.В. Изучение адгезии пленок ниобия на разно-ориентированных поверхностях а-АЬОэ / В.В. Мельников, С.В. Еремеев, С.Е. Кулькова // ЖТФ. - 2011. - Т. 81, вып. 10. -С. 114-121.

117. Benedek, R. First principles simulation of a ceramic/metal interface with misfit / R. Benedek, A. Alavi, D.N. Seidman, L H. Yang, D A. Muller, C. Woodward // Phys. Rev. Lett. -2000. - Vol. 84, No. 15. - P. 3362-3365.

118. Christensen, M. Effects of cobalt intergranular segregation on interface energetics in WC-Co / M. Christensen, G. Wahnström // Acta Mater. - 2004. - Vol. 52. - P. 2199-2207.

119. Dehm, G. Synthesis of analytical and high-resolution transmission electron microscopy to determine the interface structure of Cu/Al2O3 / G. Dehm, C. Scheu, G. Möbus, R. Brydson, M. Rühle // Ultramicroscopy. - 1997. - Vol. 67. - P. 207-2017.

120. Pilania, G. Revisiting the Al/Al2O3 interface: coherent interfaces and misfit accommodation / G. Pilania, B.J. Thijsse, R.G. Hoagland, I. Lazic, S.M. Valone, X.Y. Liu // Sci. Rep. - 2014. -Vol. 4. - P. 4485.

121. Yamakov, V. Molecular-dynamics simulation-based cohesive zone representation of intergranular fracture processes in aluminum / V. Yamakov, E. Saether, D.R. Phillips, E.H. Glaessgen // J. Mech. Phys. Solids. - 2006. - Vol. 54. - P. 1899-1928.

122. Lloyd, J.T. Finite element analysis of an atomistically derived cohesive model for brittle fracture / J.T. Lloyd, J.A. Zimmerman, R.E. Jones, X.W. Zhou, D.L. McDowell // Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. - 2011. - Vol. 19. - P. 065007.

123. Rose, J.H. Universal binding energy curves for metals and bimetallic interfaces / J.H. Rose, J. Ferrante, J R. Smith // Phys. Rev. Lett. - 1981. - Vol. 47, No. 9. - P. 675-678.

124. Kresse, G. Ab initio molecular dynamics for liquid metals / G. Kresse, J. Hafner // Phys. Rev. B. - 1993. - Vol. 47, No. 1. - P. 558-561.

125. Kresse, G. Ab initio molecular-dynamics simulation of the liquid-metal-amorphous-semiconductor transition in germanium / G. Kresse, J. Hafner // Phys. Rev. B. - 1994. - Vol. 49, No. 20. - P. 14251-14269.

126. Kresse, G. Efficiency of ab-initio total energy calculations for metals and semiconductors using a plane-wave basis set / G. Kresse, J. Furthmüller // Comp. Mat. Sci. - 1996. - Vol. 6. - P. 15-50.

127. Kresse, G. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set / G. Kresse, J. Furthmüller // Phys. Rev. B - 1996. - Vol. 54, No. 19. - P. 11169-11186.

128. Perdew, J.P. Atoms, molecules, solids, and surfaces: Applications of the generalized gradient approximation for exchange and correlation / J.P. Perdew, J.A. Chevary, S.H. Vosko, K.A. Jackson, MR. Pederson, et al. // Phys. Rev. B. - 1992. - Vol. 46, No. 11. - P. 6671-6687.

129. Ceperley, D.M. Ground state of the electron gas by a stochastic method / D.M. Ceperley, B.J. Alder // Phys. Rev. Lett. - 1980. - Vol. 45, No. 7. - P. 566-569.

130. CRC Handbook of Chemistry and Physics. - 96th ed. (Internet Version 2016) / ed. by W. M. Haynes. - Boca Raton, FL: CRC Press/Taylor and Francis, 2015-2016. - 3020 p.

131. McHale, J.M. Effects of increased surface area and chemisorbed H2O on the relative stability of nanocrystalline y-AhO3 and a-AhO3 / J.M. McHale, A. Navrotsky, A.J. Perrotta // J. Phys. Chem. B. - 1997. - Vol. 101. - P. 603-613.

132. Pinto, H.J. Ab initio study of y-Al2O3 surfaces / H.J. Pinto, R.M. Nieminen, S.D. Elliott // Phys. Rev. B. - 2004. - Vol. 70. - P. 125402.

133. Physical Metallurgy. - forth, revised and enhanced ed. / ed. by R.W. Cahn, P. Haasen. -Amsterdam: North-Holland, 1996. - 2740 p.

134. Li, J.G. Work of adhesion and contact-angle isotherm of binary alloys on ionocovalent oxides / J.G. Li, L. Coudurier, N. Eustathopoulos // J. Mater. Sci. - 1989. - Vol. 24. - P. 1109-1116.

135. Merlin, V. Wetting and adhesion of Ni-Al alloys on a-Al2O3 single crystals / V. Merlin, N. Eustathopoulos // J. Mater. Sci. - 1995. - Vol. 30. - P. 3619-3624.

136. Verdozzi, C. Sapphire (0001) surface, clean and with d-metal overlayers / C. Verdozzi, D R. Jennison, P.A. Schultz, M P. Sears // Phys. Rev. Lett. - 1999. - Vol. 82, No. 4. - P. 799-802.

137. Chatain, D. New experimental setup for wettability characterization under monitored oxygen activity: II, wettability of sapphire by silver-oxygen melts / D. Chatain, F. Chabert, V. Ghetta, J. Fouletier // J. Am. Ceram. Soc. - 1994. - Vol. 77, No. 1. - P. 197-201.

138. Wawra, H. Surface-energy of solid materials as measured by ultrasonic and conventional test methods Pt 1. / H. Wawra // Z. Metallkd. - 1975. - Vol. 66. - P. 395-401.

139. Zhukovskii, Yu.F. Ab initio modeling of metal adhesion on oxide surfaces with defects / Yu.F. Zhukovskii, E.A. Kotomin, P.W.M. Jacobs, A.M. Stoneham // Phys. Rev. Lett. - 2000. - Vol. 84, No. 6. - P. 1256-1259.

140. Zhukovskii, Yu.F. Modelling of silver adhesion on MgO(100) surface with defects / Yu.F. Zhukovskii, E.A. Kotomin, P.W.M. Jacobs, A.M. Stoneham, J.H. Harding // J. Phys.: Condens. Matter. - 2000. - Vol. 12, No. 1. - P. 55-66.

141. Batyrev, I.G. Equilibrium and adhesion of Nb/sapphire: The effect of oxygen partial pressure / I.G. Batyrev, A. Alavi, M.W. Finnis // Phys. Rev. B. - 2000. - Vol. 62, No. 7. - P. 4698-4706.

142. Mulliken, R.S. Electronic population analysis on LCAO-MO molecular wave functions / R.S. Mulliken // J. Chem. Phys. - 1955. - Vol. 23, No. 10. - P.1833-1840.

143. Perdew, J.P. Generalized gradient approximation made simple / J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof // Phys. Rev. Lett. - 1996. - Vol. 77, No. 18. - P. 3865-3868.

144. Katz, G. X-ray diffraction powder pattern of metastable cubic ZrO2 / G. Katz // J. Am. Ce-ram. Soc. - 1971. - Vol. 54, No. 10. - P. 531-531.

145. Кулькова, С.Е. Теоретическое изучение адгезии на границах раздела металл-диоксид циркония / С.Е. Кулькова, А.В. Бакулин, S. Hocker, S. Schmauder // ЖТФ. - 2013. - Т. 83, вып. 3.

- С. 17-25.

146. Kulkova, S. Ab-initio study of metal-zirconia interfaces / S. Kulkova, A. Bakulin, S. Hocker, S. Schmauder // IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. - 2012. - Vol. 38. - P. 012004.

147. Soler, J.M. The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation / J.M. Soler, E. Artacho, J.D. Gale, A. García, J. Junquera, P. Ordejón, D. Sánchez-Portal // J. Phys.: Condens. Matter. - 2002. - Vol. 14. - P. 2745-2779.

148. Toth, L.E. Transition metal carbides and nitrides / L.E. Toth // New York: Academic Press, 1971. - 279 p.

149. Storms, E.K. The refractory carbides / E.K. Storms. - NY, Academic press, 1967. - 285 p.

150. Siegel, D.J. Adhesion, stability, and bonding at metal/metal-carbide interfaces: Al/WC / D.J. Siegel, L.G. Hector Jr., J.B. Adams // Surf. Sci. - 2002. - Vol. 498, No. 3. - P. 321-336.

151. Liu, A.Y. Structural and electronic properties of WC / A.Y. Liu, R.M. Wentzcovitch, M L. Cohen // Phys. Rev. B. - 1988. - Vol. 38, No. 14. - P. 9483-9489.

152. Kramida, A. Atomic Spectra Database. NIST Atomic Spectra Database 78 (ver. 5.10) [Электронный ресурс] / A. Kramida, Yu. Ralchenko, J. Reader // National Institute of Standards and Technology. - Режим доступа: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database.

153. Мельников, В.В. Теоретическое исследование адсорбции 3d-металлов на поверхности a-Al2O3(0001) / В.В. Мельников, С.В. Еремеев, С.Е. Кулькова // Изв. Вузов. Физика. - 2011.

- Т. 54, вып. 6. - С. 80-88.

154. Бакулин, А.В. Теоретическое изучение адсорбции 3d- и 4d-металлов на поверхности (0001) карбида вольфрама / А.В. Бакулин, С.Е. Кулькова // ЖЭТФ. - 2013. - Т. 144, вып. 2(8). -

C. 358-370.

155. Viñes, F. A systematic density functional theory study of the electronic structure of bulk and (001) surface of transition-metals carbides / F. Viñes, C. Sousa, P. Liu, J. A. Rodriguez, F. Illas // J. Chem. Phys. - 2005. - Vol. 122. - P. 174709.

156. Siegel, D.J. First-principles study of metal-carbide/nitride adhesion: Al/VC vs. Al/VN /

D.J. Siegel, L.G. Hector Jr., J. Adams // Acta Mater. - 2002. - Vol. 50. - P. 619-631.

157. Siegel, D.J. Ab initio study of Al-ceramic interfacial adhesion / D.J. Siegel, L.G. Hector Jr., J. Adams // Phys. Rev. B. - 2003. - Vol. 67. - P. 092105.

158. Hartford, J. Interface energy and electron structure for Fe/VN / J. Hartford // Phys. Rev. B.

- 2000. - Vol. 61. - P. 2221-2229.

159. Bakulin, A. Investigation of chemical bonding at metal-ceramic interfaces / A. Bakulin, S. Kulkova, S. Hocker, S. Schmauder // IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. - 2012. - Vol. 38. - P. 012014.

160. Hocker, S. Ab initio investigation of Co/TaC interfaces / S. Hocker, H. Lipp, S. Schmauder, A.V. Bakulin, S.E. Kulkova // J. Alloys Compd. - 2021. - Vol. 853. - P. 156944.

161. Бакулин, А.В. Первопринципное изучение адгезии на границах раздела «металл -сплав» / А.В. Бакулин, В.В. Мельников, С.Е. Кулькова // Физ. Мезомех. - 2011. - Т. 14, вып. 4. -С. 95-103.

162. Liu, W. NiAl(110)/Cr(110) interface: A density functional theory study / W. Liu, J.C. Li, W.T. Zheng, Q. Jiang // Phys. Rev. B. - 2006. - Vol. 73, No. 20. - P. 205421.

163. Yoo, M.H. On the theory of cleavage fracture in B2-type aluminides - FeAl and NiAl / M.H. Yoo, C.L. Fu // Scr. Metall. Mater. - 1991. - Vol. 25, No. 10. - P. 2345-2350.

164. Raynolds, J.E. Adhesion in NiAl-Cr from first principles / Raynolds J.E., Smith J.R., Zhao G.L., Srolovitz D.J. // Phys. Rev. B. -1996. - Vol. 53, No. 20. - P. 13883-13890.

165. Mishin, Y. Embedded-atom potential for 52-NiAl / Y. Mishin, M.J. Mehl, D A. Papaconstantopoulos // Phys. Rev. B. - 2002. - Vol. 65, No. 22. - P. 224114.

166. Banerjea, A. Origins of the universal binding-energy relation // A. Banerjea, J.R. Smith // Phys. Rev. B. - 1988. - Vol. 37, No. 12. - P. 6632-6645.

167. Fu, C.L. Surface ferromagnetism of Cr(001) / C.L. Fu, A.J. Freeman // Phys. Rev. B. -1986. - Vol. 33, No. 3. - P. 1755-1761.

168. Klebanoff, L.E. Observation of a surface magnetic phase transition on Cr(100) / L.E. Klebanoff, S.W. Robey, G. Liu, D A. Shirley // Phys. Rev. B. - 1984. - Vol. 30. - P. 1048-1051.

169. Zhang, J.M. Calculation of the surface energy of FCC metals with modified embedded-atom method / J.M. Zhang, F. Ma, K.W. Xu // Appl. Surf. Sci. - 2004. - Vol. 229. - P. 34-42.

170. Alden, M. Calculated surface-energy anomaly in the 3d metals / M. Alden, H.L. Skriver, S. Mirbt, B. Johansson // Phys. Rev. Lett. - 1992. - Vol. 69, No. 15. - P. 2296-2298.

171. de Boer, F.R. Cohesion in metals. Transition metal alloys / F.R. de Boer, R. Boom, W.C.M. Mattens, A.R. Miedema, A.K. Niessen. - Amsterdam, North-Holland, 1989. - 774 p.

172. de Groot, R.A. New class of materials: half-metallic ferromagnets / R.A. de Groot, F.M. Mueller, P.G. van Engen, K.H.J. Buschov // Phys. Rev. Lett. - 1983. - Vol. 50, No. 25. -P. 2024-2027.

173. de Wijs, G.A. Towards 100% spin-polarized charge-injection: The half-metallic NiMnSb/CdS interface / G.A. de Wijs, R.A. de Groot // Phys. Rev. B. - 2002. - Vol. 64. - P. 020402.

174. Debernardi, A. Structural and electronic properties of NiMnSb Heusler compound and its interface with GaAs / A. Debernardi, M. Peressi, A. Baldereshi // Mater. Sci. Eng. C. - 2003. - Vol. 23. - P. 743-746.

175. Galanakis, I. Interface properties of NiMnSb/InP and NiMnSb/GaAs contacts / I. Galanakis, M. Lezaic, G. Bihlmayer, S. Blugel // Phys. Rev. B. - 2005. - Vol. 71. - P. 214431.

176. Nagao, K. Half-metallicity at the (110) interface between a full Heusler alloy and GaAs / K. Nagao, Y. Miura, M. Shirai // Phys. Rev. B. - 2006. - Vol. 73. - P. 104447.

177. Webster, P.J. Heusler alloys / P.J. Webster, K.R.A. Ziebeck // Alloys and compounds of d-elements with main group elements / ed. by H.R.J. Wijn // Landolt-Börnshtein: Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology, Vol. 19c. - Berlin: Springer, 1988. - P. 75-185.

178. Youn, S.J. Effects of the spin-orbit interaction in Heusler compounds: Electronic structures and Fermi surfaces of NiMnSb and PtMnSb / S.J. Youn, B.I. Min // Phys. Rev. B. - 1995. - Vol. 51, No. 16. - P. 10436-10442.

179. Galanakis, I. Origin and properties of the gap in the half-ferromagnetic Heusler alloys / I. Galanakis, P H. Dederichs, N. Papanikolaou // Phys. Rev. B. - 2002. - Vol. 66. - P. 134428.

180. van der Heide, P.A.M. Optical properties of some half-metallic ferromagnets / P.A.M. van der Heide, W. Baelde, R.A. de Groot, A.R. de Vroomen, P.G. van Engen, K.H.J. Buschow // J. Phys. F: Met. Phys. - 1985. - Vol. 15. - P. L75-L80.

181. Гюнтер, В.Э. Эффекты памяти формы и их применение в медицине / В.Э. Гюнтер, В.И. Итин, Л.А. Монасевич, Ю.И. Паскаль; под ред. Л.А. Монасевича. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1992. - 742 с.

182. Bansiddhi, A. Porous NiTi for bone implants: A review / A. Bansiddhi, T.D. Sargeant, S.I. Stupp, D C. Dunand // Acta Biomaterialia. - 2008. - Vol. 4. - P. 773-782.

183. Shape memory alloys for biomedical applications / by eds. T. Yoneyama, S. Miyazaki. -Boca Raton : CRC Press, 2009. - 337 p.

184. Mehrpouya, M. MEMS applications of NiTi based shape memory alloys: A review / M. Mehrpouya, H. C. Bidsorkhi // Micro Nanosyst. - 2016. - Vol. 8, No. 2. - P. 79-91.

185. Velmurugan, C. Machining of NiTi-shape memory alloys - A review / C. Velmurugan, V. Senthilkumar, S. Dinesh, D. Arulkirubakaran // Mach. Sci. Technol. - 2018. - Vol. 22. - P. 355-401.

186. Tian, H. Stability of Ni in nitinol oxide surfaces / H. Tian, D. Schryvers, D. Liu, J.V. Humbeeck // Acta Biomaterialia. - 2011. - Vol. 7. - P. 892-899.

187. Monkhorst, H.J. Special points for Brillouin-zone integrations / H.J. Monkhorst, J.D. Pack // Phys. Rev. B. - 1976. - Vol. 13. - P. 5188-5192.

188. Smithells metals references book / by ed. W.F. Gale, T.C. Totemeier. 8th ed. - Amsterdam: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2004. - 2080 p.

189. Watanabe, D. The ordered structure of TiO / D. Watanabe, J.R. Castles, A. Jostsons, A.S. Malin // Acta Cryst. - 1967. - Vol. 23. - P. 307-313.

190. Abrahams, S.C. Rutile: normal probability plot analysis and accurate measurements of crystal structure / S.C. Abrahams, J.L. Bernstein // J. Chem. Phys. - 1971. - Vol. 55. - P. 3206-3211.

191. Papaconstantopoulos, D.A. Band structure and Fermi surfaces of ordered intermetallic compounds TiFe, TiCo and TiNi / D.A. Papaconstantopoulos, D.I. Nagel // Int. J. Quantum Chem. -1971. - Vol. 5. - P. 515-526.

192. Papaconstantopoulos, D.A. Component local densities of states for ordered TiNi / D.A. Papaconstantopoulos, J.W. McCaffrey, D.I. Nagel // J. Phys. F: Met. Phys. - 1973. - Vol. 3, No. 1. - P. L26-L30.

193. Papaconstantopoulos, D.A. Electronic structure of the intermetallic compound TiNi / D.A. Papaconstantopoulos, G.N. Kamm, P.N. Poulopoulos // Solid State Commun. - 1982. - Vol. 41, No. 1. - P. 93-96.

194. Egorushkin, V.E. On the theory of phase transitions in NiTi / V.E. Egorushkin, S.E. Kulkova // J. Phys. F: Met. Phys. - 1982. - Vol. 12, No. 12. - P. 2823-2828.

195. Кулькова, С.Е. Эволюция электронной структуры в сплавах титана с 3d-5d переходными металлами / С.Е. Кулькова, Д.В. Валуйский, И.Ю. Смолин // Известия Вузов. Физика. -2000. - Т. 43, вып. 9. - С. 51-56.

196. Ye, Y.Y. Structural and electronic properties of the martensitic alloys TiNi, TiPd, and TiPt / Y.Y. Ye, C.T. Chan, K.M. Ho // Phys. Rev. B. - 1997. - Vol. 56. - P. 3678-3689.

197. Zhang, J.M. Microscopic theory of the shape memory effect in TiNi / J.M. Zhang, G.Y. Guo // Phys. Rev. Lett. - 1997. - Vol. 78, No. 25. - P. 4789-4792.

198. Kulkova, S.E. The electron structure of NiTi martensite / S.E. Kulkova, V.E. Egorushkin, V.V. Kalchikhin // Solid State Commun. - 1991. - Vol. 77, No. 9. - P. 667-670.

199. Bihlmayer, G. Electronic structure of the martensitic phases B19'-NiTi and B19-PdTi / G. Bihlmayer, R. Eibler, A. Neckel // J. Phys.: Condens. Matter. - 1993. - Vol. 5, No. 29. - P. 5083-5098.

200. Sanati, M. Electronic and crystal structure of NiTi martensite / M. Sanati, R.C. Albers, F.J. Pinski // Phys. Rev. B. - 1998. - Vol. 58, No. 20. - P. 13590-13593.

201. Shape memory effects in alloys / ed. J. Perkins. - New York: Plenum Press, 1975. - 583 p.

202. Пушин, В.Г. Предпереходные явления и мартенситные превращения / В.Г. Пушин, В.В. Кондратьев, В.Н. Хачин. - Екатеринбург: УрО РАН, 1998. - 368 с.

203. Koroteev, Yu.M. / Surface electronic structure of NiTi(110) / Yu.M. Koroteev, A.G. Lip-nitskii, E.V. Chulkov, I.I. Naumov // Phys. Low-Dim. Struct. - 1998. - Vol. 9/10. - P. 85-96.

204. Koroteev, Yu.M. Surface electronic structure of NiTi(001) / Yu.M. Koroteev, A.G. Lip-nitskii, E.A. Chulkov, I.I. Naumov // Phys. Low- Dim. Struct. - 1999. - Vol. 5/6. - P. 175-188.

205. Canto, G. Electronic local density of states for the TiNi(001) surface / G. Canto, R. de Coss, D.A. Papaconstantopoulos // Surf. Rev. Lett. - 1999. - Vol. 6. - P. 719-723.

206. Koroteev, Yu.M. The (110) surface electronic structure of FeTi, CoTi, and NiTi / Yu.M. Koroteev, A.G. Lipnitskii, E.V. Chulkov, V.M. Silkin // Surf. Sci. - 2002. - Vol. 507/510. - P. 199-206.

207. Kulkova, S.E. Surface electronic structure of Ti-based transition metal alloys / S.E. Kulkova, D.V. Valujsky, J.S. Kim, G. Lee, Y.M. Koo // Phys. Rev. B. - 2002. - Vol. 65, No. 8. - P. 085410.

208. Kulkova, S.E. Electronic structure of low-index surfaces in austenitic and martensitic phases of TiNi and TiPd alloys / S.E. Kulkova, V.E. Egorushkin, S.V. Eremeev, J.S. Kim, G. Lee, Y.M. Koo // Physica B. - 2004. - Vol. 349. - P. 342-347.

209. Kulkova, S.E. Electronic structure of low-index surfaces in TiNi and its change under oxide layer growth / S.E. Kulkova, V.E. Egorushkin, S.V. Eremeev, S.S. Kulkov // Mater. Sci. Eng. A. -2006. - Vol. 438/440. - P. 476-479.

210. Nolan, M. Density functional theory simulation of titanium migration and reaction with oxygen in the early stages of oxidation of equiatomic NiTi alloy / M. Nolan, S.A.M. Tofail // Biomaterials. - 2010. - Vol. 31, No. 13. - P. 3439-3448.

211. Liu, X. Oxygen adsorption and diffusion on NiTi alloy (100) surface: A theoretical study / X. Liu, H. Guo, C. Meng, // J. Phys. Chem. C. - 2012. - Vol. 116. - P. 21771-21779.

212. Liu, X. Theoretical study of O2 adsorption on the (100) surface of NiTi alloy / X. Liu, C. Meng, C. Liu // Acta Metall. Sinica. - 2006. - Vol. 42. - P. 421-425.

213. Кульков, С.С. Адсорбция водорода на низкоиндексных поверхностях В2-сплавов титана / С.С. Кульков, С В. Еремеев, С.Е. Кулькова // ФТТ. - 2009. - Т. 51, вып. 6. - С. 1207-1214.

214. Kulkova, S.E. First-principles investigations of oxygen adsorption at TiNi surface and the TiO2/TiO-TiNi interface / S.E. Kulkova, A.V. Bakulin, Q.M. Hu, R. Yang // Physica B: Condens. Matter. - 2013. - Vol. 426. - P. 118-126.

215. Li, Y.C. Ab initio study of oxygen adsorption on the NiTi(110) surface and the surface phase diagram / Y.C. Li, F.H. Wang, J.X. Shang // Corros. Sci. - 2016. - Vol. 106. - P. 137-146.

216. Nigussa, K.N. Oxidation of pure and potassium-doped NiTi shape memory surface: A density functional theory investigation / K.N. Nigussa, J.A. St0vneng // Phys. Rev. B. - 2010. - Vol. 82. -P. 245401.

217. Бакулин, А.В. Влияние примесей на адсорбционные свойства кислорода на поверхности NiTi(110) / А.В. Бакулин, С.Е. Кулькова // ЖЭТФ. - 2019. - Т. 156, вып. 3(9). - С. 493-501.

218. Бакулин, А.В. Влияние примесей на энергию образования точечных дефектов в сплаве Y-TiAl / А.В. Бакулин, С.Е. Кулькова // ЖЭТФ. - 2018. - Т. 154, вып. 6 (12). - С. 1136-1150.

219. Kulkova, S.E. Point defects in TiNi-based alloys from ab-initio calculations / S.E. Kulkova, A.V. Bakulin, Q.M. Hu, R. Yang // Mater. Today: Proc. - 2015. - Vol. 2S. - P. S615-S618.

220. Hammer, B. Electronic factors determining the reactivity of metal surfaces / B. Hammer, J.K. N0rskov // Surf. Sci. - 1995. - Vol. 343. - P. 211-220.

221. Егорушкин, В.Е. К квантовой теории химической активности поверхности переходных металлов / В.Е. Егорушкин, С.Е. Кулькова, Н.В. Мельникова, А.Н. Пономарев // ЖЭТФ. -2005. - Т. 128, вып. 2 (8). - С. 403-410.

222. Kulkova, S.E. Influence of interstitial impurities on the Griffith work in Ti-based alloys / S.E. Kulkova, A.V. Bakulin, S.S. Kulkov, S. Hocker, S. Schmauder // Phys. Scr. - 2015. - Vol. 90. -P. 094010.

223. Ping, F.P. Alloying effects on properties of Al2O3 and TiO2 in connection with oxidation resistance of TiAl / F.P. Ping, Q. M. Hu, A. V. Bakulin, S. E. Kulkova, R. Yang // Intermetallics. -2016. - Vol. 68. - P. 57-62.

224. Firstov, G.S. Surface oxidation of NiTi shape memory alloy / G.S. Firstov, R.G. Vitchev, H. Kumar, B. Blanpain, J. Van Humbeeck // Biomaterials. - 2002. - Vol. 23. - P. 4863-4871.

225. Kulkova, S.E. Study of nickel segregation at the TiNi-titanium oxide interface / S.E. Kulkova, A.V. Bakulin, Q.M. Hu, R. Yang // Mater. Sci. Forum. - 2013. - Vol. 738/739. - P. 269-273.

226. Patel, S.K. A review on NiTi alloys for biomedical applications and their biocompatibility / S.K. Patel, B. Behera, B. Swain, R. Roshan, D. Sahoo, A. Behera // Mater. Today Proc. - 2020. -Vol. 33. - P. 5548-5551.

227. Лотков, А.И. Адгезионная прочность и физико-химические свойства покрытий из молибдена и тантала для никелида титана / А.И. Лотков, Л.Л. Мейснер, В.П. Сергеев, Г.В. Прозорова, А.А. Нейман, М.Г. Дементьева // Деформ. Разруш. Матер. - 2009. - № 5. - С. 26-31.

228. Мейснер, Л.Л. Структура поверхностных слоев и свойства никелида титана с покрытиями из молибдена и тантала / Л.Л. Мейснер, А.И. Лотков, А.А. Нейман, С.Н. Мейснер, М.Г. Дементьева, Г.В. Прозорова // Материалов. - 2009. - № 12. - С. 29-40.

229. Shang, J.X. Atomic structure and adhesion of the Nb(001)/a-Nb5Si3(001) interface: a first-principles study / J.X. Shang, K. Guan, F.H. Wang // J. Phys.: Condens. Matter. - 2010. - Vol. 22. -P. 085004.

230. Li, J. First-principles study of the Al(001)/Al3Ti(001) interfacial properties / J. Li, Y.Q. Yang, X. Luo // Comput. Mater. Sci. - 2012. - Vol. 62. - P. 136-141.

231. Li, J. First-principles study of Al/A13Ti heterogeneous nucleation interface / J. Li, M. Zhang, Y. Zhou, G. Chen // Appl. Surf. Sci. - 2014. - Vol. 307. - P. 593-600.

232. Linghu, Y. The adhesive properties of coherent and semicoherent NiAl/V interfaces within the Peierls-Nabarro model / Y. Linghu, X. Wu, R. Wang, Q. Liu // Crystals. - 2016. - Vol. 6, No. 4. - P. 32.

233. Du, J.L. What determines the interfacial configuration of Nb/Al2O3 and Nb/MgO interface / J.L. Du, Y. Fang, E.G. Fu, X. Ding, K.Y. Yu, Y.G. Wang, Y.Q. Wang, J.K. Baldwin, P.P. Wang, Q. Bai // Sci. Rep. - 2006. - Vol. 6. - P. 33931.

234. Wu, Z. Surface oxidation of NiTi during thermal exposure in flowing argon environment / Z. Wu, A. Mahmud, J. Zhang, Y. Liu, H. Yang // Mater. Des. - 2018. - Vol. 140. - P. 123-133.

235. Bakulin, A. Adhesion at TiNi interfaces with Ta, Mo and Si / A. Bakulin, K. Tarasov, L. Meisner, S. Kulkova // MATEC Web of Conferences. - 2015. - Vol. 33. - P. 03006.

236. Бакулин, А.В. Адгезия на границе раздела Ta(Mo)/NiTi / А.В. Бакулин, С.Е. Кулькова // Письма в ЖТФ. - 2019. - Т. 45, вып. 12. - С. 37-41.

237. Mehr, H. Diffusion in solids. Fundamentals, methods, materials, diffusion-controlled processes / H. Mehr. - Berlin: Springer, 1990. - 651 p.

238. Elcock, E.W. Vacancy diffusion in binary ordered alloys / E.W. Elcock, C.W. McCombie // Phys. Rev. - 1958. - Vol. 109. - P. 605-606.

239. Sholl, D.S. Using density functional theory to study hydrogen diffusion in metals: A brief overview / D.S. Sholl // J. Alloys Compd. - 2007. - Vol. 446/447. - P. 462-468.

240. Mishin, Y. Atomistic simulation of point defects and diffusion in B2 NiAl. Part I. Point defect energetics / Y. Mishin, D. Farkas // Philos. Mag. A. - 1997. - Vol. 75, No. 1. - P. 169-185.

241. Mishin, Y. Atomistic simulation of point defects and diffusion in B2 NiAl / Y. Mishin, D. Farkas // Scr. Mater. - 1998. - Vol. 39, No. 4/5. - P. 625-630.

242. Mishin, Y. Diffusion in the Ti-Al system / Y. Mishin, Chr. Herzig // Acta Mater. - 2000. -Vol. 48. - P. 589-623.

243. Mishin, Y. Evaluation of diffusion mechanisms in NiAl by embedded-atom and first-principles calculations / Y. Mishin, A Y. Lozovoi, A. Alavi // Phys. Rev. B. - 2003. - Vol. 67. - P. 014201.

244. Frank, St. Ni tracer diffusion in the 52-compound NiAl: influence of temperature and composition / St. Frank, S.V. Divinski, U. Södervall, Chr. Herzig // Acta Mater. - 2001. - Vol. 49. -P.1399-1411.

245. Chen, G.X. Self-diffusion of Ni in B2 type intermetallic compound NiAl / G.X. Chen, J.M. Zhang, K.W. Xu // J. Alloy Compd. - 2007. - Vol. 430. - P. 102-106.

246. Mantina, M. First principles calculation of self-diffusion coefficients / M. Mantina, Y. Wang, R. Arroyave, L.Q. Chen, Z.K. Liu, C. Wolverton // Phys. Rev. Lett. - 2008. - Vol. 100. - P. 215901.

247. Ganeshan, S. First-principles study of self-diffusion in hcp Mg and Zn / S. Ganeshan, L.G. Hector Jr., Z.K. Liu // Comput. Mater. Sci. - 2010. - Vol. 50. - P. 301-307.

248. Angsten, T. Elemental vacancy diffusion database from high-throughput first-principles calculations for fcc and hcp structures / T. Angsten, T. Mayeshiba, H. Wu, D. Morgan // New J. Phys. - 2014. - Vol. 16. - P. 015018.

249. Bastin, G.F. Diffusion in the titanium-nickel system: II. Calculations of chemical and intrinsic diffusion coefficients / G.F. Bastin, G.D. Rieck // Metall. Trans. - 1974. - Vol. 5. - P. 1827-1831.

250. Clemens, B.M. Solid-state reaction and structure in compositionally modulated zirconium-nickel and titanium-nickel films / B.M. Clemens // Phys. Rev. B. - 1986. - Vol. 33. - P. 7615-7624.

251. Tadayyon, S.M. Auger electron spectroscopy and X-ray diffraction study of interdiffusion and solid state amorphization of Ni/Ti multilayers / S.M. Tadayyon, O. Yoshinari, K. Tanaka // Jpn. J. Appl. Phys. - 1992. - Vol. 31. - P. 2226-2232.

252. Benedictus, R. Solid state amorphization in Ni-Ti systems: the effect of structure on the kinetics of interface and grain-boundary amorphization / R. Benedictus, K. Han, C. Traholt, A. Böttger, E.J. Mittemeijer // Acta Mater. - 1998. - Vol. 46, No. 15. - P. 5491-5508.

253. Battezzati, L. Thermal properties of mechanically alloyed Ni50Ti50 powders / L. Battezzati, G. Cocco, L. Schiffini, S. Enzo // Mater. Sci. Eng. - 1988. - Vol. 97. - P. 121-124.

254. Bernardini, J. Ni diffusion in near-equiatomic Ni-Ti and Ni-Ti(-Cu) alloys / J. Bernardini,

C. Lexcellent, L. Daroczi, D.L. Beke // Philos. Mag. - 2003. - Vol. 83, No. 3. - P. 329-338.

255. Erdelyi, G. Pressure dependence of Ni self-diffusion in NiTi / G. Erdelyi, Z. Erdelyi,

D.L. Beke, J. Bernardini, C. Lexcellent // Phys. Rev. B. - 2000. - Vol. 62, No. 17. - P. 11284-11287.

256. Sprengel, W. Single-phase interdiffusion in intermetallic compound CoTi / W. Sprengel, T. Horikoshi, H. Nakajima // Scr. Mater. - 1996. - Vol. 34, No. 3. - P. 449-453.

257. Satija, S.K. Phonon softening in Ni46.8Ti50Fe32 / S.K. Satija, S.M. Shapiro, M.B. Salamon, C M. Wayman // Phys. Rev. B. - 1984. - V. 29, No. 11. - P. 6031-6035.

258. Donner, P. Vacancy studies in melt-spun shape memory alloys by positron lifetime measurements / P. Donner, R. Würschrum, E. Hornbogen, H.E. Schaefer // Scr. Metall. Mater. - 1991. -Vol. 25. - P. 1875-1878.

259. Würschum, R. Vacancy studies in melt-spun shape memory alloys / R. Würschum, P. Donner, E. Hornbogen, HE. Schaefer // Mater. Sci. Forum. - 1992. - Vol. 105/110. - P. 1333-1336.

260. Gibbs, G.B. Diffusion in titanium and titanium-niobium alloys / G.B. Gibbs, D. Graham, D.H. Tomlin // Philos. Mag. - 1963. - Vol. 8, No. 92. - P. 1269-1282.

261. Divinski, S.V. Diffusion of titanium and nickel in B2 NiTi / S.V. Divinski, I. Stloukal, L. Kral, Chr. Herzig // Defect Diffus. Forum. - 2009. - Vol. 289/292. - P. 377-382.

262. Mehrer, H. Self-diffusion, solute-diffusion and interdiffusion in binary intermetallics / H. Mehrer // Recent progress in diffusion thermodynamics and kinetics in intermetallic compounds / ed. by R. Kozubski. - Zurich: Trans Tech Publications, 2014. - P. 1-72.

263. Baturin, A. Formation of vacancy-type defects in titanium nickelide / A. Baturin,

A. Lotkov, V. Grishkov, A. Lider // MATEC Web of Conf. - 2015. - Vol. 33. - P. 03017.

264. Zhao, G.L. Electronic origin of the intermediate phase of NiTi / G.L. Zhao, T.C. Leung,

B.N. Harmon, M. Keil, M. Mullner, W. Weber // Phys. Rev. B. - 1989. - Vol. 40. - P. 7999-8001.

265. Weber, M.H. Vacancies in NiTi shape memory alloys / M.H. Weber, T. Ablekim, K G. Lynn // J. Phys.: Conf. Series, - 2014. - Vol. 505. - P. 012006.

266. Katsuyama, J. Anomalous temperature changes of positron lifetime and electrical resistivity in B2-NiTi alloys / J. Katsuyama, T. Kobayashi, P. Chalermkarnnon, M. Mizuno, H. Araki, Y. Shirai // Mater. Trans. - 2002. - Vol. 43, No. 7. - P. 1489-1493.

267. Lutton, R.T. Calculation of defect properties of NiTi and FeTi / R.T. Lutton, M.J. Sabochick, N.Q. Lam // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. - 1991. - Vol. 209. - P. 207-211.

268. Lu, J.M. Point defects and their interaction in TiNi from first-principles calculations / J.M. Lu, Q.M. Hu, L. Wang, Y.J. Li, D.S. Xu, R. Yang // Phys. Rev. B. - 2007. - Vol. 75. - P. 094108.

269. Kolodziej, R. Non-isothermal kinetic study of the high temperature processes in the Ti-50.6at.%Ni shape memory alloy / R. Kolodziej, J. Soltys // Mater. Sci. Eng. A. - 1992. - Vol. 151. -P. L5-L8.

270. Mayer, J. Concentrations of atomic defects in B2-FexAl1-x. An ab-initio study / J. Mayer,

C. Elsässer, M. Fähnle // Phys. Status Solidi (b). - 1995. - Vol. 191. - P. 283-298.

271. Wu, H.L. Effect of Nb on electronic structure of NiTi intermetallic compound: A first-principles study / H.L. Wu, X.Q. Zhao, S.K. Gong // Acta Phys. Sinica. - 2010. - Vol. 59, No. 1. - P. 515-520.

272. Dautovich, D.P. Phase Transformations in TiNi / D.P. Dautovich, G.R. Purdy // Can. Metall. Q. - 1965. - Vol. 4, No. 2. - P. 129-143.

273. Suzuki, T. Composition dependence of density in NiTi and CoTi / T. Suzuki, K. Masumoto // Metall. Trans. - 1972. - Vol. 3. - P. 2009-2010.

274. Shi, H. Site occupation of Nb atoms in ternary Ni-Ti-Nb shape memory alloys / H. Shi, J. Frenzel, G.T. Martinez, S. Van Rompaey, A. Bakulin, S. Kulkova, S. Van Aert, D. Schryvers // Acta Materialia. - 2014. - Vol. 74. - P. 85-95.

275. Hu, Q.M. Concentrated point defects in and order-disorder transition temperature of intermetallic compounds / Q.M. Hu, R. Yang, Y.L. Hao, D.S. Xu, D. Li // Phys. Rev. Lett. - 2004. - Vol. 92, No. 18. - P. 185505.

276. Kaisermayr, M. Nickel diffusion in 52-NiGa studied with quasielastic neutron scattering / M. Kaisermayr, J. Combet, H. Ipser, H. Schicketanz, B. Sepiol, G. Vogl // Phys. Rev. B. - 2000. -Vol. 61, No. 18. - P. 12038-12044.

277. Paul, A. Thermodynamics, diffusion and the Kirkendall effect in solids / A. Paul, T. Laurila, V. Vuorinen, S.V. Divinski. - Cham: Springer, 2014. - 530 p.

278. Бакулин, А.В. Абсорбция и диффузия кислорода в сплаве Ti3Al / А.В. Бакулин, А.М. Латышев, С.Е. Кулькова // ЖЭТФ. - 2017. - Т. 152, вып. 1 (7). - С. 164-176.

279. Bakulin, A.V. Atomic self-diffusion in TiNi / A.V. Bakulin, T.I. Spiridonova, S.E. Kulkova // Comput. Mater. Sci. - 2018. - Vol. 148. - P. 1-9.

280. Iddir, H. Diffusion mechanisms of native point defects in rutile TiO2: Ab initio total-energy calculations / H. Iddir, S. Ögüt, P. Zapol, N.D. Browning // Phys. Rev. B. - 2007. - Vol. 75. - P. 073203.

281. Janotti, A. Hybrid functional studies of the oxygen vacancy in TiO2 / A. Janotti, J.B. Varley, P. Rinke, N. Umezawa, G. Kresse, C G. Van de Walle // Phys. Rev. B. - 2010. - Vol. 81. - P. 085212.

282. Cho, E. First-principles study of point defects in rutile TiO2-x / E. Cho, S. Han, H.S. Ahn, K R. Lee, S.K. Kim, C.S. Hwang // Phys. Rev. B. - 2006. - Vol. 73. - P. 193202.

283. High-temperature ordered intermetallic alloys VI: Part 2. Materials Research Society symposium proceedings Volume 364 / by eds. J. Horton, I. Baker, S. Hanada, R.D. Noebe, D.S. Schwartz. - Pittsburgh: MRS, 1995. - 734 р.

284. Austin, C.M. Aircraft engine applications for gamma titanium aluminide / C.M. Austin, T.J. Kelly, K G. McAllister, T.J. Kelly, J.C. Chesnutt // Structural intermetallics, - Warrendale, PA, 1997. - P. 413-425.

285. Полмеар, Я. Легкие сплавы: от традиционных до нанокристаллов / Я. Полмеар. - М.: Техносфера, 2008. - 464 c.

286. Dai, J. High temperature oxidation behavior and research status of modifications on improving high temperature oxidation resistance of titanium alloys and titanium aluminides: A review / J. Dai, J. Zhu, C. Chen, F. Weng // J. Alloys Compd. - 2016. - Vol. 685. - P. 784-798.

287. Titanium and titanium alloys. Fundamentals and applications / eds. C. Leyens, M. Peters. -Weinheim: Wiley-VCH, 2003. - 532 p.

288. Lang, C. TEM investigations of the early stages of TiAl oxidation / C. Lang, M. Schütze // Oxid. Met. - 1996. - Vol. 46. - P. 255-285.

289. Shanabarger, M.R. Comparative study of the initial oxidation behavior of a series of titanium-aluminum alloys / M.R. Shanabarger // Appl. Surf. Sci. - 1998. - Vol. 134. - P. 179-186.

290. Kofstad, P. High temperature corrosion / P. Kofstad. - London: Elsevier Applied Science, 1988. - 558 p.

291. Maurice, V. XPS study of the initial stages of oxidation of a2-Ti3Al and y-TiAl intermetallic alloys / V. Maurice, G. Despert, S. Zanna, P. Josso, M P. Bacos, P. Marcus // Acta Mater. - 2007. -Vol. 55. - P. 3315-3325.

292. Аванесян, Т.Г. Особенности высокотемпературного окисления и микродугового оксидирования сплавов на основе y-TiAl : дис. ... канд. хим. наук / Т.Г. Аванесян. - М., 2014. - 159 с.

293. Rosa, C.J. Oxygen diffusion in alpha and beta titanium in the temperature range of 932° to 1142°C / C. J. Rosa // Metall. Trans. - 1970. - Vol. 1. - P. 2517-2522.

294. Umakoshi, Y. Oxidation resistance of intermetallic compounds Al3Ti and TiAl / Y. Uma-koshi, M. Yamaguchi, T. Sakagami, T. Yamane // J. Mater. Sci. - 1989. - Vol. 24. - P. 1599-160 3.

295. Shida, Y. The influence of ternary element addition on the oxidation behaviour of TiAl intermetallic compound in high temperature air / Y. Shida, H. Anada // Corros. Sci. - 1993. - Vol. 35, No. 5/8. - P. 945-953.

296. Shida, Y. Role of W, Mo, Nb and Si on oxidation of TiAl in air at high temperatures / Y. Shida, H. Anada // Mater. Trans., JIM. - 1994. - Vol. 35, No. 9. - P. 623-631.

297. Nickel, H. The oxidation behaviour of niobium containing y-TiAl based intermetallics in air and argon/oxygen / H. Nickel, N.X. Zheng, A. Elschner, W.J. Quadakkers // Microchim. Acta. -1995. - Vol. 119. - P. 23-39.

298. Shida, Y. The effect of various ternary additives on the oxidation behavior of TiAl in high-temperature air / Y. Shida, H. Anada // Oxid. Met. - 1996. - Vol. 45, No. 1/2. - P. 197-219.

299. Taniguchi, S. Influence of additional elements on the oxidation behaviour of TiAl / S. Taniguchi, T. Shibata // Intermetallics. - 1996. - Vol. 4. - P. S85-S93.

300. Wang, F.H. Effect of chromium on the oxidation resistance of TiAl intermetallics / F.H. Wang, Z.L. Tang, W.T. Wu // Oxid. Met. - 1997. - Vol. 48, No. 5/6. - P. 381-390.

301. Vojtech, D. Comparison of Nb- and Ta-effectiveness for improvement of the cyclic oxidation resistance of TiAl-based intermetallics / D. Vojtech, T. Popela, J. Kubasek, J. Maixner, P. Novak // Intermetallics. - 2011. - Vol. 19. - P. 493-501.

302. Lin, J.P. Effect of Nb on oxidation behavior of high Nb containing TiAl alloys / J.P. Lin, L.L. Zhao, G.Y. Li, L.Q. Zhang, X.P. Song, F. Ye, G.L. Chen // Intermetallics. - 2011. - Vol. 19. -P. 131-136.

303. Li, X.Y. Influence of siliconizing on the oxidation behavior of a y-TiAl based alloy / X.Y. Li, S. Taniguchi, Y. Matsunaga, K. Nakagawa, K. Fujita // Intermetallics. - 2003. - Vol. 11. -P.143-150.

304. Jiang, H.R. Effects of Nb and Si on high temperature oxidation of TiAl / H.R. Jiang, Z.L. Wang, W.S. Ma, X.R. Feng, Z.Q. Dong, L. Zhang, Y. Liu // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. -2008. - Vol. 18. - P. 512-517.

305. Xiao, W. Effects of Si on high temperature oxidation resistance of TiAl alloy / W. Xiao, L. Zhang, H. Jiang // J. Beijing Univ. Aeronaut. Astronaut. - 2006. - Vol. 32, No. 3. - P. 365-368.

306. Gui, W. High Nb-TiAl-based porous composite with hierarchical micro-pore structure for high temperature applications / W. Gui, Y. Liang, G. Hao, J. Lin, D. Sun, M. Liu, C. Liu, H. Zhang // J. Alloys Compd. - 2018. - Vol. 744. - P. 463-469.

307. Zhao, P. Improved high-temperature oxidation properties for Mn-containing beta-gamma TiAl with W addition / P. Zhao, X. Li, H. Tang, Y. Ma, B. Chen, W. Xing, K. Liu, J. Yu // Oxid. Met. - 2020. - Vol. 93. - P. 433-448.

308. Pan, Y. High-temperature oxidation behaviour of TiAl alloys with Co addition / Y. Pan, X. Lu, T. Hui, C. Liu, B. Liu, W. Xu, C. Zhang, J. Sun, X. Qu, J. Zhang // J. Mater. Sci. - 2021. -Vol. 56. - P. 815-827.

309. Hauffe, K. The mechanism of oxidation of metals and alloys at high temperatures / K. Hauffe // Prog. Met. Phys. - 1953. - Vol. 4. - P. 71-104.

310. Wagner, C. Reaktionstypen bei der Oxydation von Legierungen / C. Wagner // Z. Elektro-chem. - 1959. - Vol. 63. - P. 772-782.

311. Kasahara, K. High temperature oxidation behavior of TiAl-base alloys with additions of third elements / K. Kasahara, M. Yoshihara, H. Doi, T. Tsujimoto // J. Jpn. Inst. Met. - 1990. - Vol. 54, No. 8. - P. 948-954.

312. Liu, Y. Nb effects on the structural and mechanical properties of TiAl alloy: Density-functional theory study / Y. Liu, H. Li, S. Wang, H. Ye // J. Mater. Res. - 2009. - Vol. 24, No. 10. -P. 3165-3173.

313. Kothari, K. Advances in gamma titanium aluminides and their manufacturing techniques / K. Kothari, R. Radhakrishnan, N.M. Wereley // Prog. Aerosp. Sci. - 2012. - Vol. 55. - P. 1-16.

314. Music, D. Effect of transition metal additives on electronic structure and elastic properties of TiAl and Ti3Al / D. Music, J.M. Schneider // Phys. Rev. B. - 2006. - Vol. 74. - P. 174110.

315. Shu, S. Effects of Fe, Co and Ni elements on the ductility of TiAl alloy / S. Shu, F. Qiu, C. Tong, X. Shan, Q. Jiang // J. Alloys Compd. - 2014. - Vol. 617. - P. 302-305.

316. Shu, S.L. Effects of ternary elements on the ductility of TiAl / S.L. Shu, C.Z. Tong, F. Qiu, Q. Zou, Q.C. Jiang // Can. Metall. Q. - 2016. - Vol. 55, No. 2. - P. 156-160.

317. Greenberg, B.F. Possible factors affecting the brittleness of the intermetallic compound TiAl. II. Peierls manyvalley relief / B.F. Greenberg, V.I. Anisimov, Y.N. Gornostirev, G.G. Taluts // Scr. Metall. - 1988. - Vol. 22. - P. 859-564.

318. Morinaga, M. Electronic effect on the ductility of alloyed TiA1 compound / M. Morinaga, J. Saito, N. Yukawa, H. Adachi // Acta Metall. Mater. - 1990. - Vol. 38. - P. 25-29.

319. Song, Y. Ti-Ti bonding in y-TiAl and f.c.c. Ti / Y. Song, S P. Tang, J H. Xu, O.N. Mryasov, A.J. Freeman, C. Woodward, D.M. Dimiduk // Philos. Mag. B. - 1994. - Vol. 70, No. 4. - P. 987-1002.

320. Song, Y. First principles studies of TiAl-based alloys / Y. Song, Z.X. Guo, R. Yan // J. Light Met. - 2002. - Vol. 2. - P. 115-123.

321. Dang, H.L. First-principles investigation of 3d transition elements in L10 TiAl / H.L. Dang,

C.Y. Wang, T. Yu // J. Appl. Phys. - 2007. - Vol. 101. - P. 083702.

322. Holec, D. Preferential site occupancy of alloying elements in TiAl-based phases /

D. Holec, R.K. Reddy, T. Klein, H. Clemens // J. Appl. Phys. - 2016. - Vol. 119. - P. 205104.

323. Hao, Y.L. The site occupancies of alloying elements in TiAl and Ti3Al alloys / Y.L. Hao, D.S. Xu, Y.Y. Cui, R. Yang, D. Li // Acta Mater. - 1999. - Vol. 47. - P. 1129-1139.

324. Majer, J. Concentrations of atomic defects in B2-FexAl1-x. An ab-initio study / J. Mayer, C. Elsässer, M. Fähnle // Phys. Status Solidi (b). - 1995. - Vol. 191. - P. 283-298.

325. Würschum, R. Thermal vacancy formation and positron-vacancy interaction in Ti3Al at high temperatures / R. Würschum, E.A. Kümmerle, K. Badura-Gergen, A. Seeger, Ch. Herzig, HE. Schaefer // J. Appl. Phys. - 1996. - Vol. 80. - P. 724-728.

326. Brossmann, U. Thermal formation of vacancies in TiA1 / U. Brossmann, R. Würschum, K. Badura, HE. Schaefer // Phys. Rev. B. - 1994. - Vol. 49. - P. 6457-6461.

327. Badura, K.A. Considerations on thermal equilibrium defect formation in intermetallic compounds within a nearest-neighbour bond model / K.A. Badura, H.E. Schaefer // Z. Metallk. - 1993.

- Vol. 84, No. 6. - P. 405-409.

328. Schaefer, H.E. Systematics of thermal defect formation, migration and self-diffusion in intermetallic compounds / H.E. Schaefer, K. Badura-Gergen // Defect Diffus. Forum. - 1997. - Vol. 143/147. - P. 193-208.

329. Tanaka, K. Single-crystal elastic constants of y-TiAl / K. Tanaka, T. Ichitsubo, H. Inui, M. Yamaguchi, M. Koiwa // Philos. Mag. Lett. - 1996. - Vol. 73, No. 2. - P. 71-78.

330. He, Y. Elastic constants and thermal expansion of single crystal y-TiAl from 300 to 750 K / Y. He, R.B. Schwarz, T. Darling, M. Hundley, S.H. Whang, Z.M. Wang // Mater. Sci. Eng. A. -1997. - Vol. 239/240. - P. 157-163.

331. Fu, C.L. Elastic constants, fault energies, and dislocation reactions in TiAl: A first-principles total-energy investigation / C.L. Fu, M.H. Yoo // Phil. Mag. Lett. - 1990. - Vol. 62, No. 3. - P. 159-165.

332. Бакулин, А.В. Теоретическое изучение сорбции и диффузии кислорода в объеме и на поверхности сплава y-TiAl / А.В. Бакулин, С.Е. Кулькова, Ц.М. Ху, Р. Янг // ЖЭТФ. - 2015. -Т. 147, вып. 2. - С. 292-304.

333. Voigt, W. Lehrbuch der Kristallphysik (mit Ausschluss der Kristalloptik) / W. Voigt. -Stuttgart: Springer Fachmedien Wiesbaden, 1966. - 978 p.

334. Reuss, A. Berechnung der Fliessgrenze von Mischkristallen auf Grund der Plastizitätsbedingung für Einkristalle / A. Reuss // J. Appl. Math. Mech. / Z. Angew. Math. Mech. - 1929. - Vol. 9.

- P. 49-58.

335. Hill, R. The elastic behaviour of a crystalline aggregate / R. Hill // Proc. Phys. Soc. A. -1952. - Vol. 65, No. 5. - P. 349-354.

336. Born, M. Dynamical theory of crystal lattices / M. Born, K. Huang. - Oxford: Oxford University Press, 1954. - 420 p.

337. Clark, D. A study of titanium-aluminium system up to 40 at.-% aluminium / D. Clark, K S. Jepson, G.I. Lewis // J. Inst. Met. - 1962/63. - Vol. 91. - P. 197-203.

338. Kim, Y.W. Intermetallic alloys based on gamma titanium aluminide / Y.W. Kim // JOM. -1989. - Vol. 41. - P. 24-30.

339. Pugh, S.F. Relations between the elastic moduli and the plastic properties of polycrystal-line pure metals / S.F. Pugh // Philos. Mag. - 1954. - Vol. 45. - P. 823-843.

340. Францевич, И.Н. Упругие постоянные и модули упругости металлов и неметаллов / И.Н. Францевич, Ф.Ф. Воронов, С.А. Бакута. - Киев: Наукова Думка, 1982. - 285 с.

341. Vitos, L. Stainless steel optimization from quantum mechanical calculations / L. Vitos, P.A. Korzhavyi, B. Johansson // Nat. Mater. - 2003. - Vol. 2. - P. 25-28.

342. Lowther, J.E. Theoretical study of potential high-pressure phases of TaON and a quaternary ZrTaO3N / J.E. Lowther // Phys. Rev. B. - 2006. - Vol. 73. - P. 134110.

343. Taga, A. Ab initio calculation of the elastic properties of Al1-xLix (x < 0.20) random alloys / A. Taga, L. Vitos, B. Johansson, G. Grimvall // Phys. Rev. B. - 2005. - Vol. 71. - P. 014201.

344. Clark, S.J. First principles methods using CASTEP / S.J. Clark, MD. Segall, C.J. Pickard, P.J. Hasnip, M.J. Probert, K. Refson, M.C. Payne // Z. Kristallogr. - Cryst. Mater. - 2005. - Vol. 220, No. 5/6. - P. 567-570.

345. Teter, D.M. Computational alchemy: the search for new superhard materials / D.M. Teter // MRS Bull. - 1998. - Vol. 23, No. 1. - P. 22-27.

346. Jiang, X. Mechanical and electronic properties of B12-based ternary crystals of orthorhom-bic phase / X. Jiang, J. Zhao, A. Wu, Y. Bai, X. Jiang // J. Phys.: Condens. Matter. - 2010. - Vol. 22. -P.315503.

347. Chen, X.Q. Modeling hardness of polycrystalline materials and bulk metallic glasses / X.Q. Chen, H. Niu, D. Li, Y. Li // Intermetallics. - 2011. - Vol. 19, No. 9. - P. 1275-1281.

348. Bakulin, A.V. Role of impurities in the formation of point defects in Ti-Al alloys / A.V. Bakulin, A.A. Fuks, S.E. Kulkova // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. - 2019. - Vol. 503. - P. 012003.

349. Li, H. Oxygen adsorption on TiAl(111) surface / H. Li, L.M. Liu, S.Q. Wang, H. Ye // Acta Metall. Sin. - 2006. - Vol. 42, No. 9. - P. 897-902.

350. Li, H. Initial oxidation of y-TiAl(111) surface: density-functional theory study / H. Li, S.Q. Wang, H Q. Ye. // J. Mater. Sci. Technol. - 2009. - V. 25, No. 4. - P. 569-576.

351. Liu, S.Y. Ab initio study of surface self-segregation effect on the adsorption of oxygen on the TiAl(111) surface / S.Y. Liu, J.X. Shang, F.H. Wang, Y. Zhang // Phys. Rev. B. - 2009. - Vol. 79.

- P. 075419.

352. Liu, S.Y. Surface segregation of Si and its effect on oxygen adsorption on a f-TiAl(111) surface from first principles / S.Y. Liu, J.X. Shang, F.H. Wang, Y. Zhang // J. Phys.: Condens. Matter.

- 2009. - Vol. 21. - P. 225005.

353. Li, H. Influence of Nb doping on oxidation resistance of y-TiAl: A first principles study / H. Li, S.Q. Wang, H Q. Ye // Acta Phys. Sin. - 2009. - Vol. 58, No. 13. - P. S224-S229.

354. Zhao, C.Y. First-principles study of Nb doping effect on the diffusion of oxygen atom in y-TiAl / C.Y. Zhao, X. Wang, F.H. Wang // Adv. Mater. Res. - 2011. - Vol. 304. - P. 148-153.

355. Song, Y. Mechanism of oxygen adsorption on surfaces of y-TiAl / Y. Song, J.H. Dai, R. Yang // Surf. Sci. - 2012. - Vol. 606. - P. 852-857.

356. Liu, S.Y. Oxidation mechanism of the intermetallic compound Ti3Al from ab initio thermodynamics / S.Y. Liu, S. Liu, D. Li, T.M. Drwenski, W. Xue, H. Dang, S. Wang // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2012. - Vol. 14. - P. 11160.

357. Wei, L.J. Adsorption and dissociation of O2 on Ti3Al(0001) studied by first-principles / L.J. Wei, J.X. Guo, X.H. Dai, Y.L. Wang, B.T. Liu // Surf. Rev. Lett. - 2015. - V. 22, No. 4. -P.1550053.

358. Wei, L.J. First-principles calculations of oxygen adsorption on the Ti3Al(0001) surface / L.J. Wei, J.X. Guo, X.H. Dai, L. Guan, Y.L. Wang, B.T. Liu // Surf. Interface Anal. - 2016. - Vol. 48, No. 12. - P. 1337-1340.

359. Zhang, H. Calculation and experimentation on the formation sequence of compounds at Al/Ti interface in pure Al antioxidant coatings / H. Zhang, N. Zhang, Q. Ji, D. Li // Mater. Today Commun. - 2020. - V. 25. - P. 101192.

360. Латышев, А.М. Адсорбция кислорода на поверхностях с низкими индексами сплава TiAl3 / А.М. Латышев, А.В. Бакулин, С.Е. Кулькова, Ц.М. Ху, Р. Янг // ЖЭТФ. - 2016. - Т. 150, вып. 6(12). - С. 1140-1159.

361. Kulkova, S.E. Adsorption and diffusion of oxygen on Y-TiAl(001) and (100) surfaces / S.E. Kulkova, A.V. Bakulin, Q.M. Hu, R. Yang // Comput. Mater. Sci. - 2015. - Vol. 97. - P. 55-63.

362. Латышев, А.М. Адсорбция кислорода на низкоиндексных поверхностях сплава Ti3Al / А.М. Латышев, А.В. Бакулин, С.Е. Кулькова // ФТТ. - 2017. - Т. 59, вып. 9. - С. 1828-1842.

363. Bakulin, A.V. Initial oxidation of TiAl: an ab-initio investigation / A.V. Bakulin, S.E. Kulkova, Q.M. Hu, R. Yang // AIP Conf. Proc. - 2014. - Vol. 1623. - P. 39-42.

364. Desai, P.D. Thermodynamic properties of selected binary aluminum alloy systems / P.D. Desai // J. Phys. Chern. Ref. Data. - 1987. - Vol. 16, No. 1. - P. 109-124.

365. Nassik, M. Calorimetric study of the aluminium-titanium system / M. Nassik, F.Z. Chrifi-Alaoui, K. Mahdouk, J.C. Gachon // J. Alloys Compd. - 2003. - Vol. 305. - P. 151-154.

366. Wang, L. First principles study of a2-Ti3Al(0001) surface and Y-TiAl(111)/a2-Ti3Al(0001) interfaces / L. Wang, J.X. Shang, F.H. Wang, Y. Zhang // Appl. Surf. Sci. - 2013. - Vol. 276. - P. 198-202.

367. Wei, Y. Effect of O in a binary-phase TiAl-Ti3Al alloy: From site occupancy to interfacial energetics / Y. Wei, H.B. Zhou, Y. Zhang, G.H. Lu, H. Xu // J. Phys.: Condens. Matter. - 2011. -Vol. 23. - P. 225504.

368. Wang, L. Unexpected relationship between interlayer distances and surface/cleavage energies in y-TiAl: density functional study / L. Wang, J.X. Shang, F.H. Wang, Y. Zhang, A. Chroneos // J. Phys.: Condens. Matter. - 2011. - Vol. 23. - P. 265009.

369. Wang, J.W. Adsorption and diffusion of hydrogen on Ti, Al, and TiAl surfaces / J.W. Wang, H.R. Gong // Int. J. Hydrogen Energy. - 2014. - Vol 39. - P. 6068-6075.

370. Wang, L. Bulk and (001) surface properties of TiAl3 compound / L. Wang, J. Gong, J. Gao // Adv. Mater. Res. - 2011. - Vol. 299/300. - P. 417-421.

371. Wang, L. Oxygen adsorption on Y-TiAl surfaces and the related surface phase diagrams: A density-functional theory study / L. Wang, J.X. Shang, F.H. Wang, Y. Chen, Y. Zhang // Acta Mater. -2013. - Vol. 61, No. 5. - P. 1726-1738.

372. Ramachandran, M. Oxidation and diffusion in Ti-Al-(Mo, Nb) intermetallics / M. Rama-chandran, D. Mantha, C. Williams, et al. // Metall. Mater. Trans. A. - 2011. - Vol. 42A. - P. 202-210.