Mg-Al-Si-Ca合金系金属间化合物的电子结构和力学性能的第一性原理计算

稀有金属材料与工程, 2014, 43(11): 2733-2738.

Mg-Al-Si-Ca合金系金属间化合物的电子结构和力学性能的第一性原理计算

傅利 ^1, , 赵宇宏 ^2, , 杨晓敏 ^3, , 王楠 ^4, , 文志勤 ^5, , 韩培德 ^6,

1.中北大学,山西太原030051

2.中北大学,山西太原030051

3.中北大学,山西太原030051

4.中北大学,山西太原030051

5.中北大学,山西太原030051

6.太原理工大学,山西太原030024

基金项目: 山西省回国留学人员科研项目(2011-重点6) 国家自然科学基金(51204147,51274175,50975263) 科技部国际科技合作项目(2011DFA50520)

关键词：第一性原理 , 镁合金 , 金属间化合物 , 电子结构 , 弹性常数

First Principle Calculation for Electronic Structure and Mechanical Properties of Intermetallics in Mg-Al-Si-Ca Alloy

Keywords： first principles , magnesium alloy , intermetallics , electronic structure , elastic constants

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,计算了Mg-Al-Si-Ca合金系金属间化合物Mg2Si,Mg2Ca,Al2Ca以及Si2Ca四相的形成焓,结合能,弹性常数及态密度.形成焓和结合能的计算结果表明:Al2Ca的合金化能力最强,Si2Ca相的结构最稳定;体模量(B)、剪切模量(G)、杨氏模量(E)和泊松比(v)的计算结果表明:四相均为脆性相,且Mg2Si相的塑性最差,结合弹性模量和态密度分析,得出Mg2Ca的塑性最好;态密度和Mulliken布居分析表明:四相中均存在离子键和共价键,共价键由强到弱顺序为Si2Ca,Al2Ca,Mg2Si,Mg2Ca;而离子键强弱顺序按Mg2Si,Al2Ca,Si2Ca,Mg2Ca依次递减;而Si2Ca最稳定的原因是其共价键比其他三相更强.

参考文献

[1]	Huang, Z.W.;Zhao, Y.H.;Hou, H.;Han, P.D. .Electronic structural, elastic properties and thermodynamics of Mg _(17)Al _(12), Mg _2Si and Al _2Y phases from first-principles calculations[J].Physica, B. Condensed Matter,2012(7):1075-1081.
[2]	黄志伟,赵宇宏,侯华,王忠,穆彦青,牛晓峰,韩培德.V掺杂Ni3Al点缺陷结构及合金化效应的第一性原理研究[J].稀有金属材料与工程,2011(12):2136-2141.
[3]	张健,周惦武,彭平,刘金水.Cu合金化Mg2Ni氢化物能量与电子结构的赝势平面波计算[J].稀有金属材料与工程,2008(08):1336-1341.

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