純鎂及B2結(jié)構(gòu)鎂合金層錯與力學(xué)性質(zhì)的研究.pdf

1、鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料。因為具有密度輕、硬度高、機(jī)械加工性好、阻尼能力強(qiáng)及比強(qiáng)度高等優(yōu)點,使其被廣泛應(yīng)用于微電子,汽車和航空工業(yè)中。但是因為鎂合金的拉伸強(qiáng)度有限、延展性差及抗蠕變能力低的缺點,使其在應(yīng)用上受到限制。為了更有效地提高鎂合金的性質(zhì),有必要對鎂合金的層錯及拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、韌性及抗蠕變等力學(xué)性質(zhì)以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行研究。本文通過第一性原理計算,對純鎂和B2結(jié)構(gòu)的鎂合金的層錯及一些力學(xué)性質(zhì)做了研究和討論。論文主要包括

2、以下內(nèi)容:
　　 首先,運用第一性原理計算,系統(tǒng)地研究了純鎂的層錯性質(zhì)。通過超晶胞模擬及傾斜晶胞的方法,計算得到了基平面及棱柱面和棱錐面幾個滑移面的廣義層錯能量面。推斷出各個滑移面當(dāng)中最有利的滑移方向,進(jìn)而計算得到相應(yīng)的廣義層錯滑移曲線,然后分析討論了它們的穩(wěn)定和不穩(wěn)定層錯能。計算結(jié)果對進(jìn)一步分析純鎂的位錯及力學(xué)性質(zhì)提供基礎(chǔ)。
　　 其次,通過第一性原理計算,得到了B2結(jié)構(gòu)鎂合金的{001}和{110}滑移面上廣義層錯能

3、量面、內(nèi)聚能、形成焓和彈性常數(shù),這些B2結(jié)構(gòu)鎂合金包括有MgSc、MgY、MgLa、MgCe、MgPr、MgNd、MgGd、MgTb、MgDy、MgHo、MgEr、MgRh、AgMg、AuMg、MgSr、MgHg和MgT1。然后我們推出了滑移面對應(yīng)的最有利滑移方向,得到了相應(yīng)的廣義滑移曲線及穩(wěn)定和不穩(wěn)定層錯能。通過彈性常數(shù)計算得到了體模量、剪切模量和楊氏模量,并進(jìn)一步研究了這些B2結(jié)構(gòu)鎂合金的態(tài)密度。通過它們的分態(tài)密度分析了它們的軌道雜