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Al-Mg合金中层错和孪晶形变能的第一性原理研究

董明慧韩培德张彩丽杨艳青张莉莉李洪飞

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00715

通过基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了纯金属 Al和Al-Mg合金在(111)[112]滑移系的层错能和孪晶形变能, 分析了Mg含量、占位对层错能和孪晶形变能的影响. 计算选用了局域密度近似(LDA)和广义梯度近似 (GGA-PW91)2种近似方法, 发现GGA-PW91所获得的层错能与实验结果符合较好. 研究结果表明, 纯Al的层错能高于孪晶形变能, 随着孪晶层厚度的增加孪晶形变能略有提高, 6层呈完全镜面对称孪晶具有的孪晶形变能最低; Mg含量增加可使Al-Mg合金的层错能、变形孪晶形变能明显降低; Mg在Al-Mg合金中占位对结合能和形成热的影响很小, 当Mg处于层错层时略使层错能和孪晶形变能提高.

关键词: 第一性原理 , stacking fault energy , twin , Al-Mg alloy