Mg17Al12、Al2Ca、Al2Nd、Al2Er金属间化合物稳定性与电子结构关系的第一性原理研究

稀有金属材料与工程, 2016, 45(4): 1045-1050.

Mg17Al12、Al2Ca、Al2Nd、Al2Er金属间化合物稳定性与电子结构关系的第一性原理研究

崔晓明 ^1, , 白朴存 ^2, , 候小虎 ^3, , 刘飞 ^4, , 王欣心 ^5, , 赵玲玲 ^6, , 陈梦洋 ^7,

1.内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特,010051

2.内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特,010051

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6.内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特,010051

7.内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特,010051

基金项目: 教育部春晖计划(2011061) 内蒙古自治区自然科学基金(2015MS0526,2013MS0801)

关键词： Mg-Al系合金 , C15Laves相 , 电子结构 , 第一性原理

Relationship between Structural Stabilities and Electronic Structures of Mg17Al12,Al2Ca, Al2Nd and Al2Er Intermetallic Compounds Studied by First-principles

Keywords： Mg-Al alloy , C 15Laves phase , electronic structure , first principle

采用基于密度泛函理论的Castep程序软件包,优化了Mg17Al12、Al2Nd、Al2Er及Al2Ca等相的晶胞结构,计算了化合物的形成热、结合能和态密度等,分析了化合物结构稳定性与其电子结构的内在联系.结果表明:4种化合物的形成热和结合能均为负值,且化合物的合金化能力和结构稳定性强弱顺序依次为Al2Er、Al2Nd、Al2Ca、Mg17Al12.态密度结果表明,Al2Er和Al2Nd具有较强结构稳定性的主要原因是:(1)在费米面低能级区,Al3p轨道分别与Nd 4f、5d和Er4f、5d轨道价电子发生强烈杂化作用;(2) Al2Nd和Al2Er成键电子数较多;(3)这2种化合物的电子参与成键能力较大.电荷密度结果表明:Mg17Al12、Al2Ca、Al2Nd和Al2Er中均存在金属键、离子键、共价键,4种化合物中Al2Er、Al2Nd共价键较强,Al2Ca离子键最强,Mg17Al12中以较强的金属键为主.

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