AlTiC細(xì)化劑對α-Al細(xì)化機(jī)理的第一性原理研究.pdf

1、本文利用第一性原理研究了AlTiC細(xì)化劑中Al、TiC、TiAl3的體相、表而以及界面的性質(zhì)，并探討了AlTiC細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理。
　　 Al、TiC、TiAl3的晶格常數(shù)的優(yōu)化值與實(shí)驗(yàn)值的誤差均在1％以內(nèi)。結(jié)合能和形成能的計(jì)算值也在合理的誤差范圍內(nèi)。
　　 根據(jù)表面能收斂的方法確定Al(001)面、Al(111)面、Al(011)面和TiC(001)面構(gòu)型具有體相性質(zhì)的最少原子層數(shù)，并利用表面構(gòu)型中原子層間距的收斂性來

2、確定TiC(111)面和TiAl3(001)面的構(gòu)型具有體相性質(zhì)的最少原子層數(shù)。通過熱力學(xué)推導(dǎo)獲得不同表面的表面能隨Ti化學(xué)勢變化曲線，包括以Ti終止、C終止的TiC(111)面，以Al終止、Ti-Al終止的TiAl3(001)面。表面能的計(jì)算發(fā)現(xiàn)TiC(111)面傾向于以Ti原子為終止面，TiAl3(001)研傾向于以Al原子為終止而。
　　 通過界面的優(yōu)化、理想界面結(jié)合能和界面電子結(jié)構(gòu)，研究了Al(001)/TiC(001)

3、界面、Al(111)/TiC(111)界面、Al(001)/TiAl3(001)界面以及Al(011)/TiAl3(001)界面的性質(zhì)。根據(jù)界面能越小界而越穩(wěn)定的原則確定了Al/TiC界面、Al/TiAl3界面兩側(cè)最穩(wěn)定的原子堆垛方式。
　　 由界面性質(zhì)的研究得到：當(dāng)鋁液中Ti元素濃度較高的情況下，TiC顆粒與Al形成的Al/TiC界面的界面能才低于Al直接從Al熔體中形核時(shí)的液-固界面能，TiC顆粒才能成為異質(zhì)形核的基底：當(dāng)鋁