Zr摻雜及雙空位缺陷對Al-Cu金屬間化合物電子結構和力學性能的影響.pdf

1、Al-Cu金屬間化合物具有優(yōu)異的力學、熱學性能，這種材料已經(jīng)被廣泛的應用到各個領域中。近年來，Al-Cu金屬間化合物作為一種新型的輕質材料而受到眾多科學研究者的關注，形成了對Al-Cu金屬間化合物研究的熱潮。但是理論方面的研究較少，而且大部分是對完整晶格結構體系的熱學性質的研究。第一性原理方法可以從微觀原子、電子尺度解釋材料宏觀性質的變化原因，能夠精確、定量的分析各種材料的電子結構。因此，從電子結構角度研究存在缺陷的Al-Cu金屬間化合

2、物是可行的，而且具有十分重要的意義。本文主要研究了Zr摻雜和雙空位缺陷對Al-Cu金屬間化合物力學性質的影響。具體內容如下：
　　一、利用基于密度泛函理論的第一性原理方法計算了Al2Cu和Zr替換摻雜一個Al或Cu原子后結構(Al15Cu8Zr、Al16Cu7Zr)的穩(wěn)定性、電子結構和力學性質等。通過比較摻雜前后體系的力學性質發(fā)現(xiàn)：Zr原子摻雜后的結構穩(wěn)定性增強，且Zr替換摻雜Al原子后的結構是最穩(wěn)定的，由此得出Zr原子更容易替換

3、Al原子的位置；此外，結構的力學性質如硬度、塑性等在摻雜后都有了明顯的提高，且Al15Cu8Zr的塑性是最好的；但是結構的延展性在摻雜后卻降低了，這是由于摻雜結構中Al-s、p態(tài)和Zr-d態(tài)的強雜化現(xiàn)象導致的。結構中原子間相互作用的增強使得摻雜結構中的成鍵更傾向于形成共價鍵作用的化學鍵，所以延展性降低。
　　二、運用第一性原理方法計算了AlCu3以及存在雙Al或雙Cu空位缺陷結構(Al12Cu34、Al10Cu36)的穩(wěn)定性、缺陷