王为
,
汤振雷
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占春耀
,
聂祚仁
稀有金属材料与工程
详细分析了二元铝-稀土金属间化合物的形成焓的Miedema计算值和文献报道数据的误差分布.结果表明,计算值相比于文献中实验数据普遍呈现负偏差.为此,计算研究中需要针对铝-稀土元素重要的影响因子--稀土原子与铝原子的半径比来修正热力学计算模型.对铝-稀土金属间化合物的系列计算结果及其误差分析说明,修正的Miedema模型计算值更加接近实验值,误差由原来的36%缩小到目前的5%.并利用MTDATA热力学计算软件部分验算计算结果,证明依据新模型的热力学计算预测更加准确可靠.用新模型计算了常见的铝-稀土金属间化合物的形成焓,同时也计算了Al-Er,Al-Tb,Al-Gd 等研究数据缺乏的铝-稀土金属间化合物的形成焓.
关键词:
热力学计算
,
形成焓
,
铝-稀土金属间化合物
,
Miedema模型
,
MTDATA
占春耀
,
王为
,
刘扬邦
,
聂祚仁
稀有金属材料与工程
用固体与分子经验电子理论(EET)计算研究了微量元素Er,Zr添加到铝合金中产生的Al3Er和Al(ZrIxEr1-x)相的价电子结构,探讨了不同Zr含量对Al3(ZrxFr1-x)相各电子结构参数的影响.计算结果表明:随着Zr原子含量的增加,表征强度性能的最强键上的共价电子对数na和相结构形成因子S会减小,这说明合金熔体凝固过程中Al3Er相优先析出,Al3(zxEr1-x)和Al3zr相则在随后的热处理工艺过程中析出,而且Zr原子的添加对合金的强度影响不大;表征塑性性能的晶格电子密度参数p先增大后减小,说明Zr原子的加入对合金的塑性有明显的改善.
关键词:
Al3(ZrxEr1-x)复合相
,
固体与分子经验电子理论(EET)
,
价电子结构
,
力学性能
占春耀
,
王为
,
聂祚仁
材料导报
以Miedema二元合金生成热模型为基础,结合George Kaptay提出的组元间相互作用参数表达式,计算了Mg、Zr、Er与Al之间随温度变化的相互作用参数;同时运用固体与分子经验电子理论(EET),计算了Al-4.5Mg-Zr-Er合金的价电子结构.根据计算结果和电镜研究综合认为,合金溶体中Zr、Er与Al原子之间存在强烈的交互作用,可以形成Al-Zr、Al-Er、Al-Zr-Er晶胞的偏聚区.随着凝固温度的降低,在界面前沿Al-Zr-Er原子会强烈偏聚形成Al3Er相,并可能形成Al3(ZrxEr1-x)复合相粒子作为异质形核的核心,对基体的晶粒起到强烈的细化作用,以提高铝镁合金的机械性能.
关键词:
Miedema模型相
,
互作用参数
,
价电子结构
,
Al3(ZrxEr1-x)复合粒子
,
晶粒细化
占春耀
,
王为
,
聂祚仁
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.01.004
利用固体与分子经验电子理论(EET),计算分析了Al-Er合金的价电子结构.计算了不同温度下Er在基体铝中的平衡固溶度,同时结合界面前的溶质原子再分配原理,研究了在凝固过程中溶质原子Er的分配问题.结果表明:在Al_3-Er晶胞中最强Al-Er共价键的共价电子数为0.35798,表明Al-Er之间存在强烈的相互作用,在合金凝固过程中存在较大的形成金属间化合物Al_3-Er的趋势.固溶体中3种晶胞中最强键键能的关系为:E~(Er)＞E~(Al-Er)＞E~(Al).因此Er元素的加入可以提高Al基体的结合强度,从而提高合金的抗高温性能.Er在基体铝中平衡固溶度很低,共晶温度928 K下铒的固溶度仅为0.017%,平衡分配系数K约为0.0028＜＜1,运用shell模型计算表明当铒含量很低的情况下,凝固过程溶体中也会存在较大的成分过冷,随着凝固过程的进行,固液界面铒原子偏聚与铝结合生成Al3 Er,起到异质形核的作用,细化了铸态晶粒组织.
关键词:
Al-Er二元合金
,
价电子结构
,
固溶度
,
Al_3Er相
