Al基金屬間化合物的熱力學性質(zhì)及點缺陷的EAM研究.pdf

1、金屬間化合物具有突出的比強度、高溫強度和高的彈性模量等特點，是理想的航空航天結(jié)構(gòu)材料，金屬間化合物材料的研究給金屬材料領(lǐng)域帶來了很大的發(fā)展?jié)摿Γ粌H拓寬了材料科學研究的領(lǐng)域，而且為現(xiàn)代科技的發(fā)展打下了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)，金屬間化合物的熱力學性質(zhì)對研究其穩(wěn)定性及其應用都具有重要的意義，因此，從理論上預測金屬間化合物的熱力學性質(zhì)顯得非常重要。 最早由美國科學家Daw和Baskes提出的嵌入原子方法(embedded atommetho

2、d(EAM))理論，經(jīng)過不斷地發(fā)展和完善，已經(jīng)成功地應用于對金屬及合金熱力學性質(zhì)的計算。 本文主要采用普適分析型EAM理論(general analytic embedded atom method(GAEAM))，通過擬合純元素的晶格常數(shù)、空位形成能、結(jié)合能和體積彈性模量等物理量，確定了鋁(Al)、鋰(Li)、鎂(Mg)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、鋯(Zr)、鈰(Ce)七個元素的嵌入原子模型參數(shù)。通過擬合金屬間化合物的形成焓的實

3、驗結(jié)果或第一原理計算結(jié)果，確定合金勢，計算了分別由Al、Li、Mg、Ti、Fe、Zr和Ce構(gòu)成的二元金屬間化合物的形成焓、彈性常數(shù)和點缺陷性質(zhì)，以及三元金屬間化合物的晶格常數(shù)、結(jié)合能和形成焓。結(jié)論如下： 1．采用普適分析型嵌入原子模型，通過擬合純元素的晶格常數(shù)、空位形成能、結(jié)合能和體積模量等，確定了Al、Li、Mg、Ti、Fe、Zr和Ce七個元素的嵌入原子模型參數(shù)。 2．不同元素之間的相互作用勢的參數(shù)由擬合實驗結(jié)果或第一

4、原理的計算結(jié)果來確定。 3．利用GAEAM模型計算了二元無序合金的形成焓、二元金屬間化合物的形成焓，計算的結(jié)果與已有的實驗結(jié)果以及其它理論的計算結(jié)果相符。 4．利用普適分析型EAM模型計算了部分金屬間化合物的彈性常數(shù)、空位和反空位形成能。計算的金屬間化合物偏離理想化學配比成份而形成不同的結(jié)構(gòu)缺陷類型，即在其子晶格中出現(xiàn)空位或反位缺陷，與已有的實驗結(jié)果和其它理論結(jié)果相符合。 5．利用GAEAM模型計算了三元金屬間化