LaMg3和LaCuMg2力學性能的第一性原理研究.pdf

1、鎂合金是一種優(yōu)良的結構材料，具有高的比強度和剛度而引起電子產品，汽車行業(yè)和航空航天業(yè)的廣泛關注。然而，由于自身性能的不足鎂合金在現(xiàn)代工業(yè)的應用受到限制，例如:抗蠕變性能差，在高溫條件下抗氧化能力不足、易燃燒。此外，因為鎂合金有著非常高的儲氫能力，而且價格低廉，來源廣泛。故鎂合金也被認為是有巨大潛力的儲氫材料。然而，鎂合金作為儲氫材料在存在動力學緩慢問題，吸放氫溫度高等不適合實際應用。為了克服上述的問題，添加其它元素被認為是改善鎂合金性能

2、最有效的方法之一。本文采用了基于密度泛函理論的第一性原理計算方法研究了LaMg3和LaCuMg2的力學性能。得到的主要結論如下:
　　 計算所得的LaMg3和LaCuMg2在平衡狀態(tài)下的晶格常數(shù)和已有的實驗值相吻合。LaMg3和LaCuMg2的形成焓是負數(shù)說明這兩個相均熱力學穩(wěn)定，且LaMg3比LaCuMg2穩(wěn)定性更好。計算所得的彈性常數(shù)滿足Born標準，說明LaMg3和LaCuMg2是力學穩(wěn)定的。隨著LaMg3中的部分Mg被C

3、u取代，C11和C12增大，說明泊松效應增強，C44減小，說明LaMg3在抵抗＜001＞(100)方向的剪切能力增強。體積模量和泊松比增加，而剪切模量、楊氏模量和各向異性減小。因為相對較大的G/B和負的柯西壓力C12-C44，所以LaMg3展現(xiàn)脆性而LaCuMg2展現(xiàn)延展性。LaMg3的德拜溫度要高于LaCuMg2的德拜溫度，表明LaMg3中原子之間的相互作用要大于LaCuMg2中原子之間的相互作用。應力-應變曲線顯示LaMg3和LaC