Al2Ca中點(diǎn)缺陷和原子擴(kuò)散的第一性原理研究.pdf

1、原子擴(kuò)散是鎂合金材料形成的重要基本過程之一，已引起廣泛的關(guān)注。特別是關(guān)鍵沉淀相Al2Ca的相關(guān)擴(kuò)散數(shù)據(jù)到目前為止還所知很少。因此，研究Al2Ca的原子擴(kuò)散是有必要的和有價(jià)值的。考慮到實(shí)驗(yàn)測量的困難和精度要求，因此理論研究是理解晶體材料中擴(kuò)散過程的重要手段，其中第一性原理計(jì)算是一種特別有效的理論方法，被廣泛應(yīng)用于研究固體性能的預(yù)測，并且取得了很大的進(jìn)展。因此，本文便利用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算研究了Al2Ca中的點(diǎn)缺陷和原子擴(kuò)散。

2、
　　因?yàn)楸菊鼽c(diǎn)缺陷通常在原子擴(kuò)散過程中起著重要的媒介作用，所以本征點(diǎn)缺陷的結(jié)構(gòu)和相對穩(wěn)定性被首先研究。計(jì)算得到了點(diǎn)缺陷形成能，并探討了點(diǎn)缺陷結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明:Al2Ca中主要缺陷結(jié)構(gòu)分別是富鋁下的AlCa反位缺陷和富Ca條件下的CaAl反位缺陷。相對于反位缺陷，兩種亞點(diǎn)陣中空位的形成更加困難。進(jìn)一步計(jì)算了與擴(kuò)散研究有關(guān)的復(fù)合缺陷的形成能和相應(yīng)的原子擴(kuò)散遷移能壘。隨后研究了幾種主要的擴(kuò)散過程，包括晶格單步機(jī)制，三步空