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基于第一性原理Al(100)/Al_(3)(Zr,M)-L12(100)界面稳定性研究
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作者 孙玉崇 田双永 +3 位作者 徐振 刘志敏 田爽 陈泽夫 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第5期771-776,共6页
铝合金中Zr易与Al元素结合生成Al_(3)Zr相,而Al_(3)Zr相存在L1_(2)和D0_(23)两种结构,其中亚稳相Al_(3)Zr-L1_(2)相与Al基体结合性较佳,是制备高质量含Zr铝合金的首选相,保证Al_(3)Zr-L1_(2)相稳定是生产高性能含Zr铝合金的技术关键和... 铝合金中Zr易与Al元素结合生成Al_(3)Zr相,而Al_(3)Zr相存在L1_(2)和D0_(23)两种结构,其中亚稳相Al_(3)Zr-L1_(2)相与Al基体结合性较佳,是制备高质量含Zr铝合金的首选相,保证Al_(3)Zr-L1_(2)相稳定是生产高性能含Zr铝合金的技术关键和难点。为探究元素取代对Al(100)/Al_(3)Zr(100)-L1_(2)界面稳定性的影响,基于第一性原理,分别建立了原始界面和Sc、Ti、Y原子取代的四种Al(100)/Al_(3)Zr(100)-L1_(2)模型,计算了元素取代前后界面的总能量、界面分离功、态密度分布以及电荷差分密度分布,首次研究分析了Y、Sc、Ti对Al(100)/Al_(3)Zr-L1_(2)(100)界面稳定性的影响。结果表明,Al(100)/Al_(3)Zr-L1_(2)(100)界面共同存在着金属键和共价键。当Sc、Ti原子取代界面层Zr原子后,界面分离功较大,电荷迁移得到缓解,界面稳定性增强。Sc原子取代时,Sc原子的取代作用可以改善Al(100)界面的Al原子的电荷分布,增强Sc原子位对电荷的俘获能力,优化原始界面的稳定性。当Ti原子取代时,Ti原子的s、p轨道能态低于Zr、Sc原子轨道能态,通过提供更高的电荷密度,可以增强Al3(Zr,Ti)(100)与Al(100)界面的结合性能,界面稳定性更强。 展开更多
关键词 密度泛函理论 界面 Al_(3)Zr 稳定性
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