Mg17Al12、Al2Y及Al2Ca相稳定性与弹性性能第一原理研究

稀有金属材料与工程, 2014, 43(4): 875-880.

Mg17Al12、Al2Y及Al2Ca相稳定性与弹性性能第一原理研究

杨晓敏 ^1, , 侯华 ^2, , 赵宇宏 ^3, , 杨玲 ^4, , 韩培德 ^5,

1.中北大学,山西太原030051

2.中北大学,山西太原030051

3.中北大学,山西太原030051

4.中北大学,山西太原030051

5.太原理工大学,山西太原030024

基金项目: 山西省国际合作项目(2010081015) 国家自然科学基金(50975263)

关键词： Mg-Al系合金 , 热力学性质 , 弹性性能 , 电子结构 , 第一性原理

First-Principles Study of Structural Stabilities and Elastic Properties of Mg17Al12, Al2Y and Al2Ca Phases

Yang Xiaomin ^1, , Hou Hua ^2, , Zhao Yuhong ^3, , Yang Ling ^4, , Han Peide ^5,

1.中北大学,山西太原030051

2.中北大学,山西太原030051

3.中北大学,山西太原030051

4.中北大学,山西太原030051

5.太原理工大学,山西太原030024

Keywords： Mg-Al alloys , thermodynamics properties , elastic property , electronic structure , first-principles

采用基于密度泛函理论的Castep和Dmol程序软件包,计算了Mg17Al12、Al2Y及Al2Ca相的结构稳定性、弹性性能与电子结构.形成热和结合能计算结果表明:Al2Y具有最强的合金化形成能力和结构稳定性;热力学性质计算结果表明:在298～573 K温度范围内,Al2Y的Gibbs自由能始终最小,其结构热稳定性最好,Al2Ca次之,Mg17Al12最差,Y和Ca合金化Mg-Al系合金形成Al2Y及Al2Ca利于提高镁合金的高温抗蠕变性能;弹性常数的计算结果表明:3种金属间化合物均为脆性相,Mg17Al12的塑性最好;采用弹性常数计算结果预测的Al2Y熔点最高,其结构热稳定性最好.态密度和Mulliken电子占据数的计算结果表明:Al2Y结构最稳定的原因,主要源于体系在Fermi能级以下区域成键电子存在强烈的共价键作用.

参考文献

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