Mg-Al-Ca-Si合金中二元相的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Mg-Al-Ca-Si合金中主要强化相Al_(2)Ca、Mg_(2)Ca和Mg_(2)Si的晶体结构稳定性、电子性质、弹性常数及声子性质,计算所得的晶格常数、实验数据与文献值吻合。合金形成热和结合能计算结果表明:Al_(2)Ca具有最强的合金形成能力和稳定性。计算了Al_(2)Ca、Mg_(2)Ca和Mg_(2)Si的体模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比。结果表明:3种二元相均为脆性相。通过电子态密度、Muliken电子占据数和金属性计算分析结构稳定性机制,表明共价键强弱顺序依次为Al_(2)Ca、Mg_(2)Si、Mg_(2)Ca;声子性质表明Al_(2)Ca、Mg_(2)Ca和Mg_(2)Si分别在5.65、5.93和6.53 THz附近的晶格振动较强。