基于第一性原理L12Al3Sc点缺陷结构及成键行为.pdf

第 23 卷第 8 期 中国有色金属学报  2013 年 8 月  Vol.23 No.8  The Chinese Journal of Nonferrous Metals  Aug. 2013  文章编号：1004­0609(2013)08­2147­09  基于第一性原理 L1 ­Al Sc 点缺陷结构及成键行为的计算 2 3 1  1  1  1  2  2  1  3  3  孙顺平  ，李小平  ，雷卫宁  ，王洪金  ，汪贤才  ，江海锋  ，李仁兴  ，江 勇  ，易丹青  (1.  江苏理工学院 材料工程学院，常州 213001；  2.  池州学院 机械与电子工程系，池州  247000；  3.  中南大学 材料科学与工程学院，长沙 410083)  摘 要：运用第一性原理平面波赝势方法计算金属间化合物 L1­Al Sc 的基本物性，并通过计算点缺陷形成能推 2 3 测  L1 ­Al Sc 点缺陷的主要存在形式，结合电荷密度和态密度的分析揭示  L1­Al Sc  的成键行为。结果表明：  2 3 2 3 L1 ­Al Sc 的晶格常数为4.107 Å，体模量为 86.5 GPa，形成焓为−43.83 kJ/mol。L1­Al Sc 的点缺陷主要为 Al 亚 2 3 2 3 晶格上的 Al 空位和 Sc 反位缺陷。L1­Al Sc 中 Sc 空位与 Al 反位缺陷的形成能较为接近，表明富 Al 合金中 Sc  2 3 空位和 Al 反位缺陷易于共同存在；Sc  反位缺陷的形成能小于 Al 空位的， 表明富 Sc合金的点缺陷为 Sc反位缺陷。  2  L1 ­Al Sc 的成键电荷密度呈纺锤状， 表现出 Sc d­Al p 的轨道杂化效应， 其杂化轨道主要为 Sc dz ­Al pz轨道杂化。 2 3 关键词：L1­Al Sc；点缺陷结构；第一性原理计算；成键行为；杂化 2 3 中图分类号：TG146.2  文献标志码：A  Calculation of point defect struct