Al Mg Si合金中的第一性原理及相场计算

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Al-Mg-Si合金由于硬度高、重量轻、耐腐蚀等优点,在汽车、飞机制造及门、窗、铝制品容器等方面有广泛应用,且近年来不断出现重金属中毒事件,鉴于环保的重视,轻金属的使用具有很现实的意义。本文中运用第一性原理和相场方法研究了Al-Mg-Si合金,对其进行计算机模拟,找到了β"相(Mg5Si6)掺杂后的化合物的最低能量对应的品格常数。 第一章是引言部分,简单介绍了Al合金的发展、应用及Al-Mg-Si合金的研究现状,指出了Al-Mg-Si合金有很大的应用前景和研究价值。 第二章是理论基础部分,介绍了相场模型的基本原理及数值求解方法,主要介绍了微观结构演化的相场模型、相场方程的随时演化关系以及自由能、界面能形成机制,简单介绍了第一性原理和赝势,以及VASP程序包自洽计算流程,为后面的计算提供理论依据。 第三章是计算结果与分析,主要建立了Al-Mg-Si合金的相场模型,并给出了点阵相和析出相的吉布斯能量密度,在相场模型参数确定中通过计算Mg的赝势验证了vanderbilt赝势的正确性,并由此给出了β"相(Mg5Si6)掺杂后的最低自由能及其晶格常数,说明Al-Mg-Si合金仍然有很大的研究潜力,同时给出了β"相与α-Al,fcc结构的关系,并给出二者之间的界面能和弹性能密度,最后对我们的工作做了一个总结。
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