鎂鋰鋁合金界面結(jié)構(gòu)與性能第一性原理計算
發(fā)布時間:2021-07-28 23:56
Li元素是最輕的金屬元素,其低密度、高塑性等性質(zhì)補足了 Mg合金在塑性上的缺陷,并進一步擴大了 Mg合金低密度的優(yōu)勢。Mg-Li合金是當(dāng)今世界上最輕的結(jié)構(gòu)材料,具有高比強度、低密度、高電磁屏蔽性等優(yōu)良性能,被認(rèn)為是實現(xiàn)航空航天、汽車、3C等行業(yè)輕量化發(fā)展的是最優(yōu)選擇。而其較低的絕對強度嚴(yán)重制擘了Mg-Li合金在工業(yè)中的應(yīng)用和推廣。本文采用第一性原理計算的方法,計算了 Mg-Li-Al合金中基體α-Mg/β-Li界面和基體與第二相間的β-Li/AlLi界面,并且計算了第二相AlLi相及摻雜Zn元素后的性能,驗證了其提升合金強度的可能性,從原子尺度上揭示了第二相在Mg-Li雙相合金中的增強機理。本工作的結(jié)論可以為后續(xù)開發(fā)新型Mg-Li合金提供理論依據(jù),縮短開發(fā)周期,降低開發(fā)成本。本文的主要工作內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)計算了α-Mg、β-Li和AlLi體相的結(jié)構(gòu)性質(zhì),并與現(xiàn)有的計算值與實驗值對比,驗證了本工作計算的可靠性。本工作分別選擇Mg(0001)表面與β-Li(011)表面以及β-Li(011)表面和AlLi(011)表面來搭建α-Mg(0001)/β-Li(011)界面模型和β-Li(...
【文章來源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1⑷純鎂的晶體結(jié)構(gòu)1m?(b)(c)特征品|丨11_和(d)品卩|J|121??
?第I章緒論???1.2鎂鋰合金??1.2.1鎂鋰合金特性??在汽車和航空航天工業(yè)中,減輕重量是提高效率最有效的方法。新型輕質(zhì)高??強度結(jié)構(gòu)材料的開發(fā)是國際材料領(lǐng)域的研宄重點。而鎂鋰合金在剛剛研發(fā)出現(xiàn),??就獲得了廣泛的關(guān)注,被冠以最輕的金屬材料,節(jié)能材料等稱號。在各種鎂合金??中,鎂鋰合金的密度最低,約為1.3-1.6g/cm3,比其他鎂合金輕25%||()|。而晶??體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變是鎂鋰合金的最大的特點,其晶體結(jié)構(gòu)會隨Li元素含量的增加從??hep結(jié)構(gòu)向bcc結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。如圖1.2?Mg-Li二元扣圖所示,隨著Li含量的增加,??a相的晶格參數(shù)比(c/a)減小,當(dāng)鋰元素超過了?5.7?wt%時,基體為a相與p相??的混合體,這使得晶面之間更容易發(fā)生滑動l2G_221。???'is’、??0?2030?40?50?60?70?80?90?%?100??700?。?1?*?!?1?1?'????麵Vv??500'?XX?,??〇4〇0?-?\?\??('切?\??5?300?-??200-?62〇「_\\—T?—??|?.?\\?*?180.6?C??......1?6(M)!?\\?500?c?I??丄??I,?I?丨丨?I?.....?I丨.丨.丨?,f?<?i?n?k?…?a?.??t.....?..??0?10?20?30?40?50?60??0?80?90?I(K)??Mg?W|?,?l?i??圖1.2?Mg-Li二元合金相圖??Figure?1.2?The?phase?diagram?of?Mg-Li?binary?alloy??4??
以得到材料在??極端條件下表現(xiàn)出的性質(zhì),但是高精度帶來的就是龐大的計算量。考慮到以上的??利1種原因,基于密度泛函理論的第-性原理計算能高精度的從原子核外電子的??角度研宄材料的各項基礎(chǔ)物理性質(zhì),引起科研工作者的重視,在材料科學(xué)研宄領(lǐng)??域的作用越來越重要。??夢一;??IY?一?、1??Tools?Data?I?\]??t\?'?/#)??零?Materials?Innovation?^?/??%?%、\?Infrastructure?/?爹?'f??J一?z??圖1.3材料越因組計劃概念圖??Figure?1.3?Materials?Genome?Initiative?overview??尤其是美國在2011年率先提出的材料基_組計劃(Materials?Genome??8??
本文編號:3308898
【文章來源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1⑷純鎂的晶體結(jié)構(gòu)1m?(b)(c)特征品|丨11_和(d)品卩|J|121??
?第I章緒論???1.2鎂鋰合金??1.2.1鎂鋰合金特性??在汽車和航空航天工業(yè)中,減輕重量是提高效率最有效的方法。新型輕質(zhì)高??強度結(jié)構(gòu)材料的開發(fā)是國際材料領(lǐng)域的研宄重點。而鎂鋰合金在剛剛研發(fā)出現(xiàn),??就獲得了廣泛的關(guān)注,被冠以最輕的金屬材料,節(jié)能材料等稱號。在各種鎂合金??中,鎂鋰合金的密度最低,約為1.3-1.6g/cm3,比其他鎂合金輕25%||()|。而晶??體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變是鎂鋰合金的最大的特點,其晶體結(jié)構(gòu)會隨Li元素含量的增加從??hep結(jié)構(gòu)向bcc結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。如圖1.2?Mg-Li二元扣圖所示,隨著Li含量的增加,??a相的晶格參數(shù)比(c/a)減小,當(dāng)鋰元素超過了?5.7?wt%時,基體為a相與p相??的混合體,這使得晶面之間更容易發(fā)生滑動l2G_221。???'is’、??0?2030?40?50?60?70?80?90?%?100??700?。?1?*?!?1?1?'????麵Vv??500'?XX?,??〇4〇0?-?\?\??('切?\??5?300?-??200-?62〇「_\\—T?—??|?.?\\?*?180.6?C??......1?6(M)!?\\?500?c?I??丄??I,?I?丨丨?I?.....?I丨.丨.丨?,f?<?i?n?k?…?a?.??t.....?..??0?10?20?30?40?50?60??0?80?90?I(K)??Mg?W|?,?l?i??圖1.2?Mg-Li二元合金相圖??Figure?1.2?The?phase?diagram?of?Mg-Li?binary?alloy??4??
以得到材料在??極端條件下表現(xiàn)出的性質(zhì),但是高精度帶來的就是龐大的計算量。考慮到以上的??利1種原因,基于密度泛函理論的第-性原理計算能高精度的從原子核外電子的??角度研宄材料的各項基礎(chǔ)物理性質(zhì),引起科研工作者的重視,在材料科學(xué)研宄領(lǐng)??域的作用越來越重要。??夢一;??IY?一?、1??Tools?Data?I?\]??t\?'?/#)??零?Materials?Innovation?^?/??%?%、\?Infrastructure?/?爹?'f??J一?z??圖1.3材料越因組計劃概念圖??Figure?1.3?Materials?Genome?Initiative?overview??尤其是美國在2011年率先提出的材料基_組計劃(Materials?Genome??8??
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