Al-Mg-TM合金的熱性質(zhì)及Mg97Zn1Y2中24R型長周期相的微結(jié)構(gòu).pdf

1、擁有密度輕、比強度和比剛度高、易于回收等優(yōu)良性能的鎂合金以及鋁鎂合金是一種良好的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,已經(jīng)被廣泛運用到了汽車工業(yè),航天航空工業(yè),微電子工業(yè)中。但是比較差的高溫力學性能也限制了它們在更為廣闊的空間發(fā)揮作用。為進一步改善這些合金的性能,雖進行了大量的實驗探索,但理論研究相對較少。為此,本文運用第一性原理計算研究Al-Mg-TM(TM=Sc、Zr)合金的熱性質(zhì)及Mg97Zn1Y2中24R型長周期結(jié)構(gòu)。論文的主要內(nèi)容如下:
　　利

2、用密度泛函理論,并結(jié)合密度泛函微擾理論對Al-Mg-TM(TM=Sc、Zr)合金中的二元面心立方結(jié)構(gòu)相(Al3Mg、Al3Sc和Al3Zr)在不同的溫度和壓強下的熱性質(zhì)做了比較詳細的研究,并與純Al的熱性質(zhì)做了比較。開始是通過密度泛函微擾理論獲得了聲子譜。同時還利用準諧近似獲得了這些二元面心立方結(jié)構(gòu)相自由能,從而可以得到多種以溫度和壓強為函數(shù)的熱學量,比如:熱格臨愛森常數(shù)、熱容、熱膨脹系數(shù)以及熵,對它們的變化趨勢也做了詳細的討論。還對A

3、l3Zr的絕熱體模量以及等溫體模量做了研究。這些研究結(jié)果為這個材料的設(shè)計與技術(shù)運用提供了非常有用的信息。
　　基于密度泛函理論和密度泛函微擾理論,研究了Al-Mg-TM(TM=Sc、Zr)合金中的三元合金Al-Mg-Sc、Al-Mg-Zr以及四元合金Al-Mg-Sc-Zr的熱性質(zhì)。對這幾種合金的聲子譜,及以溫度和壓強為函數(shù)的熱學量(熱格臨愛森常數(shù)、定體熱容、定壓熱容、熱膨脹系數(shù)、絕熱體模量、等溫體模量以及熵)做了詳細的研究和討論。

4、研究的結(jié)果表明了四元合金Al-Mg-Sc-Zr的熱膨脹系數(shù)非常明顯地小于三元合金Al-Mg-Sc、Al-Mg-Zr的。同時還發(fā)現(xiàn)四元合金Al-Mg-Sc-Zr的熱膨脹系數(shù)及絕熱體模量的變化特征也明顯的不同于三元合金Al-Mg-Sc、Al-Mg-Zr的。
　　運用基于密度泛函理論的第一性原理對Mg97Zn1Y2合金中的有奇異性能的24R型長周期相的微結(jié)構(gòu)進行了研究。研究結(jié)果確定了添加的Y和Zn原子的位置,表明了這些添加的Y和Zn原子