用價電子結構分析元素Y、Sn對Mg-Al合金性能的影響.pdf

1、本文使用余氏固體與分子經(jīng)驗電子理論（TheEmpiricalElectronTheoryinSolidandMolecules，簡稱為EET理論）分別計算了合金元素Y、Sn在Mg-Al基合金中形成的固溶體、析出第二相的價電子結構和鍵能以及相界面間的價電子結構，以此為依據(jù)分析了價電子結構與固溶強化、析出第二相強化以及界面強化的關系。研究結論歸納如下幾點:
　　 1.計算了純Mg、α-Mg、Mg-Al-Y價電子結構、鍵能和相結構因子

2、ρVC。其中α-Mg最強鍵上的共價電子對數(shù)為nAS-S=0.11199、最強鍵的鍵能值為EAS-S=10.47317kJ/mol;Mg-Al-Y最強鍵的共價電子對數(shù)為nAS-S=0.11325、最強鍵的鍵能為EAS-S=10.66495kJ/mol。它們的nA、EA值大于純Mg（純Mg最強鍵的共價電子對數(shù)為nAMg-Mg=0.10992、最強鍵的鍵能為EAMg-MG=10.24306kJ/mol）的nA、EA值。α-Mg的ρVC=65.

3、6806％，Mg-Al-Y的ρVC=66.0907％，均大于純Mg的ρVC值（純Mg的ρVC=65.1100％）。依據(jù)最強鍵的共價電子對數(shù)、最強鍵的鍵能以及相結構因子ρVC的信息，分析合金元素Y對Mg-Al合金強化作用的微觀機理。
　　 2.計算了第二相Al2Y、Mg2Sn的價電子結構以及鍵能，其中Al2Y最強鍵的共價電子對數(shù)為nAY-Y=0.39773、最強鍵的鍵能為EAY-Y=51.47456kJ/mol;Mg2Sn最強鍵上

4、的共價電子對數(shù)為nAMg-Sn=0.37685、最強鍵的鍵能值為EAMg-Sn=34.06651kJ/mol。它們的nA、EA值大于α-Mg基體（α-Mg最強鍵的共價電子對數(shù)為nAS-S=0.11199、最強鍵的鍵能為EAS-S=10.47317kJ/mol）的nA、EA值。Al2Y、Mg2Sn的存在使基體中的位錯難以切過，釘扎住位錯的運動，對提高Mg-Al合金的強度有重要作用。
　　 3.計算了Al2Y、Mg2Sn相的FV值。

5、其中Al2Y的FV值為FV=103.6748、Mg2Sn的FV值為FV=46.9049，均大于γ-Mg17Al12的FV值(γ-Mg17Al12的FV值為FV=44.22)，Al2Y、Mg2Sn相適應外界變化的能力強于γ-Mg17Al12相，且穩(wěn)定性也比γ-Mg17Al12好。在高溫下，Al2Y、Mg2Sn能有效阻礙位錯運動，對提高Mg-Al合金高溫蠕變性能有重要的作用。
　　 4.計算了（11(2)1）α-Mg//(111)A

6、l2Y、(0001)α-Mg//(111)Mg2Sn界面的價電子結構以及一級近似下界面的最小電子密度差為△ρmm、原子狀態(tài)組數(shù)σ。（11(2)1）α-Mg//(111)Al2Y界面的最小電子密度差為△ρmm=148.64％，大于(0001)α-Mg//(110)γ-Mg17Al12界面的最小電子密度差(△ρmin=50.55％)。強化相與基體的界面上電子密度差越大，則對基體晶界強化作用越大，對晶界滑移的阻力也越大，可知Al2Y相對α-M