er对镁合金固溶强化作用的第一性原理研究 first-principles study on solid solution strengthening effect of er on mg alloy.pdfVIP

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2017-09-03 发布于上海
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er对镁合金固溶强化作用的第一性原理研究 first-principles study on solid solution strengthening effect of er on mg alloy

第48卷第4期南京航空航天大学学报 V01．48No．4 2016年8月 of ofAeronauticsAstronauticsAug．2016 JournalNanjingUniversity DOI：10．16356／j．1005—2615．2016．04．020 Er对镁合金固溶强化作用的第一性原理研究刘子利1 王文静1 刘希琴1 刘洋1 王渠东2 (1．南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京，211106； 2．上海交通大学材料科学与工程学院，上海，200240) 摘要：采用虚拟晶胞近似方法控制固溶体中的Er含量，基于密度泛函理论的第一性原理赝势方法研究了Er对 at．％～6 at．％～6at．％)固溶体的 Mg—xEr(x=1at．％)固溶体的固溶强化作用。计算结果表明：Mg—xEr(x=1 体模量(B)随Er含量的增加而逐渐增大，当Er含量为4at．％时体模量达到最高值，之后基本保持不变。剪切模量(G)和杨氏模量(E)随Er含量的增加而降低，当Er含量达到6％时，又略微增大。6种固溶体的G／B值均 at．％～5 小于0．57，都是韧性材料。Er掺杂量为1 at．％的区间内，随Er含量的增加，固溶体的G／B值明显降低，泊松比(v)增大，合金韧塑性提高；当Er含量继续增大到6at．％，固溶体的G／B值有所升高，泊松比(v)减小，合金韧塑性下降。随着Er含量的增加，态密度整体向低能级区域移动，费米能级低能级区域的成键电子数逐渐增多，同时底带宽度明显变宽，合金成键能力增强。在Er含量为1at．％～2at．％的区间内，受Er-4f电子 at．％影响总态密度图中出现了明显的赝能隙，费米能级在赝能隙高能侧，合金电子跃迁困难。当Er含量大于2 时，赝能隙变得不明显，费米能级处的态密度值比较高，合金活性增强。关键词：Mg—Er固溶体；第一性原理；固溶强化；态密度中图分类号：TGl46．2 文献标志码：A 文章编号：1005—2615(2016)04-0577-06 onSolidSolution First—PrinciplesStudy Strengthening Er Effectof on MgAlloy 2 Liu Zilil，WangWenjin91，LiuXiqinl，LiuYan91，WangQudong 8L ofMaterialScienceand ofAeronautics (1．College Technology，NanjingUniversity Astronautics，Nanjing，211106，China； 2．SchoolofMaterialsScienceand Jiao Engineering，ShanghaiTong methodofvirtual