Al_3M(M=Ti,Zr,Hf)亚稳相和平衡相的价电子结构分析

本文运用固体与分子经验电子理论(EET)计算了Al_3M(M=Ti,Zr,Hf)的3种晶体结构(L1_2,D0_(22),D0_(23))的价电子结构和最强键键能,并依此对各种结构的相稳定性及相变顺序做半定量分析.结果显示:各平衡相,即D0_(22)-A1_3Ti,D0_(23)-Al_3Zr和D0_(22)-Al_3Hf,其最强键键能分别为57.7,71.6和75.6 kJ/mol,与对应平衡相的熔点高低次序一致,确认了EET计算结果的可靠性.使用这一方法计算获得Al_3Ti,Al_3Zr和Al_3Hf的最强键键能,依此得出各亚稳相向平衡相的转变顺序与实验结果及第一性原理计算的结果相同.EET计算的最强键键能可作为评价亚稳相稳定性的一个判据.据此,由计算获得L1_2型Al_3M最强键键能推论各相的稳定性次序为Al_3Ti<Al_3 Zr<Al_3Hf,与实验所得的相稳定性次序一致,表明最强键键能作为亚稳相稳定性判据的正确性.