Fe元素是回收鋁合金中最常見的雜質(zhì)元素,在Al中的溶解度很低,所以通常以高熔點(diǎn)富鐵相的形式存在于Al-Cu合金中。富鐵相通常對合金力學(xué)性能是有害的,但是其在Al-Cu合金中存在的尺度很小,所以實驗上很難研究,因此本文運(yùn)用第一性原理研究了不同壓力下Al-Cu合金中富鐵相的性能,并從合金化能力的角度探究了合金元素置換Al₇Cu₂Fe中強(qiáng)化相元素Cu可能性,進(jìn)而研究了新形成的Al₇(CuX)₂Fe相的彈性性質(zhì)和電子性質(zhì),為合金成分和工藝設(shè)計提出理論基礎(chǔ)。計算結(jié)果顯示壓力并不會使富鐵相產(chǎn)生相變,其中Al₃Fe結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最高,熔點(diǎn)最高而且合金化能力也最強(qiáng),在凝固過程中最容易形成,Al₆Fe的合金化能力最差,需要較大的冷卻速度條件下才可以穩(wěn)定存在。Al₇Cu₂Fe的結(jié)合能絕對值最小,所以其穩(wěn)定性最差。三種富鐵相的力學(xué)性質(zhì)會隨著壓力的增加而提高,Al₃Fe的剛度最高,可以很好的抵抗體積變化和剪切變形。由于...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 Al-Cu合金概述
        1.2.1 Al-Cu合金研究概況
        1.2.2 Fe元素對Al-Cu合金的影響
    1.3 第一性原理計算
        1.3.1 第一性原理簡介
        1.3.2 第一性原理在Al-Cu合金中應(yīng)用
    1.4 研究目的及意義
    1.5 研究構(gòu)想與內(nèi)容
        1.5.1 擬解決的問題
        1.5.2 研究思路與內(nèi)容
第2章 第一性原理的理論基礎(chǔ)
    2.1 密度泛函理論
        2.1.1 Schr?dinger方程
        2.1.2 Born-Oppenheimer近似
        2.1.3 Hartree-Fock方法
        2.1.4 Hartree-Fock方法的限制
        2.1.5 DFT理論框架:從Hohenberg-Kohn理論到Kohn-Sham理論
    2.2 交換關(guān)聯(lián)泛函
        2.2.1 局域密度近似(LDA)
        2.2.2 廣義梯度近似(GGA)
    2.3 平面波和贗勢
    2.4 平面波的截斷能及K點(diǎn)
    2.5 VASP
第3章 不同壓力下Al-Cu合金中典型富鐵相的第一性原理計算
    3.1 引言
    3.2 模型建立及計算方法
    3.3 富鐵相的結(jié)構(gòu)性質(zhì)
    3.4 壓力對富鐵相結(jié)構(gòu)變化的影響
    3.5 富鐵相的力學(xué)性質(zhì)
    3.6 電子性質(zhì)
    3.7 本章小結(jié)
第4章 合金元素對Al-Cu合金中β-Fe相性能的影響
    4.1 引言
    4.2 摻雜合金元素的模型建立
    4.3 摻雜合金元素的結(jié)構(gòu)性質(zhì)
    4.4 Al₂₈Cu₇X₁Fe₄ 的力學(xué)性質(zhì)
    4.5 Al₂₈Cu₇X₁Fe₄ 的電子性質(zhì)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 進(jìn)一步工作的方向
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3792693