Sn合金化MgZn2相及Mg2Sn相结构稳定性的第一原理研究

摘要：

采用基于密度泛函理论CASTEP和DMol程序软件包,从合金形成热、结合能、热力学性能和电子结构等方面,研究Sn合金化MgZn2相及Mg2Sn相的结构稳定性,探讨Sn合金化改善ZA62镁合金抗蠕变性能的机理.结果表明:当Sn和Al分别置换ZA62镁合金中MgZn2相的Zn(Ⅰ)和Zn(II)原子时,仅Sn与Al置换的MgZn2相中Zn(Ⅰ)原子能形成稳定的MgZn2固溶体结构,而Sn在MgZn2相中的固溶量有限;与合金化形成的固溶体结构相比,其稳定性比未合金化时的弱,而析出的第二相金属间化合物Mg2Sn的结构比MgZn2的更稳定.而不同温度下热力学性能的计算结果表明:合金体系中形成了结构稳定性强的Mg2Sn,其结构稳定性在温度373～473 K的范围内并不因温度的升高而消失,仍比MgZn2的高;由于ZA62镁合金体系中形成了高热稳定性的Mg2Sn相,Sn合金化有利于ZA62镁合金抗蠕变性能的提高.电子态密度和Mulliken电子占据数的分析结果表明:与MgZn2、Mg2AlZn3及Mg2SnZn3固溶体相比,热稳定性强的Mg2Sn相形成的主要原因在于Mg2Sn 体系中存在强烈的离子键与共价键的共同作用.

关键词：ZA62合金、MgZn2相、Mg2Sn相、结构稳定性、热力学性能、第一性原理、Sn合金化

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分类号：TG146.2(金属学与热处理)

资助基金：教育部博士点专项科研新教师基金资助项目200805321032;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主研究课题资助项目60870005

在线出版日期：2010-07-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：914-922