铝硅合金微观组织数值模拟的研究现状及发展趋势

随着计算材料的发展,数值模拟技术已在铝硅合金凝固过程微观组织的研究中发挥了重要作用。本文就数值模拟技术应用于铝硅合金凝固过程微观组织的形成过程,综述了模拟铝硅合金微观组织形成过程必要的形核与生长模型;着重描述了广泛应用于模拟铝硅合金微观组织形成过程的方法,如元胞自动机法和相场法;最后展望了未来铝硅合金数值模拟技术的发展趋势。

P对过共晶Al-Si合金初生Si变质机理的研究

AlP可以作为过共晶Al-Si合金组织中初生Si的异质形核衬底来促进初生Si的形核,从而实现初生Si的细化,但目前还缺乏原子尺度上对异质形核机理的研究。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了AlP/Si6种界面结构的黏附能、界面能、界面接触角及电子和键合作用。结果表明,AlP/Si(100)结构中以AlP与Si呈桥位相连的界面黏附能最高,可达4.23J/m^(2),界面平衡间距最短为0.211μm,界面能最低为0.29J/m^(2),界面接触角最小为19.9°。通过电子和键合作用详细分析了各界面稳定性强弱的原因及结合机理,计算结果与分析内容一致。