ZA62镁合金中AB₂型金属间化合物的结构稳定性与弹性性能的第一原理计算

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• 出版年：2010
• 作者：周惦武；徐少华；张福全；彭平；刘金水
• 单位1：湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
• 出生年：1971
• 学历：博士
• 职称：副教授
• 语种：中文
• 作者关键词：镁合金；金属间化合物；电子结构；结构稳定性；弹性性能
• 起始页：97
• 总页数：7
• 经费资助：教育部博士点专项科研（新教师）基金项目200805321032，国家自然科学基金项目50771044，湖南省自然科学基金项目09JJ6079，教育部长江学者与创新团队发展计划项目531105050037，以及湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主研究课题项目60870005资助
• 刊名：金属学报
• 是否内版：否
• 刊频：月刊
• 创刊时间：1956
• 主办单位：中国金属学会
• 主编：柯俊
• 地址：沈阳文化路72号
• 邮编：110016
• 卷：46
• 期：1
• 期刊索取号：P750.66 350

摘要

采用基于密度泛函理论Castep和Dmol程序软件包，计算了ZA62镁合金中AB₂型金属间化合物MgZn₂，Mg₂Sn和MgCu₂的结构稳定性、弹性性能与电子结构。合金形成热和结合能的计算结果显示：Mg₂Sn具有最强的合金化形成能力，而MgCu₂结构最稳定；体模量（B）、弹性各向异性系数（A）、Young’s模量（E）、剪切模量（G）和Poisson比（v）的计算结果表明：MgZn₂和MgCu₂为延性相，而Mg₂Sn为脆性相，MgZn₂的塑性最好；采用弹性常数、体模量和结合能的经验公式计算金属间化合物的熔点，实验值均在采用弹性常数（±300K）和体模量（±500K）计算熔点预测的范围内，采用弹性常数比采用体模量和结合能预测熔点的平均相对误差小，其中采用弹性常数计算Mg₂Sn的熔点与对应的实验值十分接近，相对误差仅为0.31%。不同温度下热力学性质的计算结果表明，在298—573K温度范围内，MgCu₂的Gibbs自由能始终最小，其结构热稳定性最好，结构稳定性的强弱顺序并不随温度的升高而消失；而对MgZn₂和Mg₂Sn，以475K为临界，结构稳定性的强弱顺序随温度的升高发生了变化；态密度和Mulliken电子占据数的计算结果表明：MgCu₂结构最稳定的原因主要在于体系在Fermi能级以下区域成键电子存在强烈的离子键作用。