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采用基于密度泛函理论的CASTEP和DMOL程序软件包, 计算了Mg₁₇Al₁₂, Al₂Sr和Mg₂Sr相的结构稳定性、弹性性能和电子结构. 合金形成热和结合能的计算结果显示, Al₂Sr具有最强的合金化形成能力和结构稳定性.Gibbs自由能的计算结果表明, 随着温度的升高, Mg₁₇Al₁₂, Al₂Sr和Mg₂Sr的结构稳定性发生了变化, 在实际工作温度高于423 K以上时,Al₂Sr的结构稳定性最好, Sr合金化Mg-Al基合金形成Al₂Sr有利于提高镁合金的高温抗蠕变性能. 体模量(B)、弹性各向异性系数(A)、Young's模量(E)、剪切模量(G)和Poisson比($\nu$)的计算结果表明, Mg₂Sr为延性相, 而Mg₁₇Al₁₂和Al₂Sr为脆性相, Mg₂Sr的塑性最好.态密度和Mulliken电子占据数的计算结果表明, Al₂Sr结构最稳定的原因主要源于体系存在强烈的共价键作用, 而Mg₁₇Al₁₂结构稳定性优于Mg₂Sr是体系中离子键与共价键共同作用的结果.

关键词: 镁合金 , first–principle calculation , electronic structure , structural stability , elastic property

三元层状材料 M₂AX的研究进展

田无边 , 王佩玲 , 张国军 , 阚艳梅 , 李永祥

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00783

三元层状陶瓷材料(M_n+1AX_n)因其具有独特的力学、热学和电学性能而备受关注. 本文综述其中的一个分支-- M₂AX相在计算材料学方面的最新结果, 并归纳块材的力学性能和抗氧化性能的研究结果, 文中还简述了该材料的热学和电学性能, 并展望了M₂AX系列材料的应用前景.

关键词: M₂AX , electronic structure , synthesis , property

Al--Zn--Mg--Cu 系铝合金中不同区域电子结构及应力腐蚀机理分析

张国英张辉方戈亮杨丽娜

金属学报

利用计算机编程建立了Al--Zn--Mg--Cu合金 (7175铝合金) 中α--Al, η相及α--Al大角度晶界原子集团模型, 采用递归法计算合金中Zn, Mg, Cu和H的环境敏感镶嵌能、原子间相互作用能、Fermi能级和态密度等电子结构参数, 分析了合金的应力腐蚀机理. 计算结果表明: Mg, Cu和H容易在晶界偏析. Mg对H具有吸引作用, 促进H在晶界偏析, 引起晶界氢脆; Zn增大晶界与晶内的电位差, 降低合金抗腐蚀性; Cu能减小晶界与晶内Fermi能级差, 降低晶界与晶内的电位差, 具有减缓合金腐蚀的作用. 计算结果还表明: η相的Fermi能级最高, 腐蚀过程中作为阳极优先溶解. 由于η相俘获H, 当晶界析出断续η相时可减弱晶界H的偏析, 提高抗腐蚀性; 但晶界连续分布η相则形成腐蚀通道, 加速腐蚀进程.

关键词: Al--Zn--Mg--Cu合金 , electronic structure , stress corrosion mechanism