镁基二元合金体系广义层错能的第一性原理研究

发布时间：2020-06-21 01:00

【摘要】：镁合金由于其所具有的密度小、比强度及比刚度较高等优良的性能,在航空航天、电子通讯、汽车等工业领域具有广泛的应用前景。另一方面,由于镁的六方密排结构在位错机制中的独立滑移系数量有限,镁合金在宏观尺度上表现为塑性不佳,导致镁合金在应用中受到阻碍。通过研究镁合金的塑性变形机制,寻找优化镁合金塑性性能的方法,是当下材料研究领域的一个热点。对于镁合金进行元素掺杂可以有效地改变镁合金的结构和滑移系开启的能量,从而改善镁合金的塑性性能。目前对于镁合金塑性的计算工作,涉及掺杂元素种类有限,在以广义层错能表征塑性的第一性原理计算中,对于层错种类模型的建立和计算方法的选择尚未形成完整的体系。本课题选取了 43种常见的金属元素对镁合金体系进行掺杂,计算了不同合金体系的广义层错能数据,并通过对掺杂元素和体系性质的分析来确定元素掺杂对于镁基二元合金广义层错能的影响关系。通过整理计算数据,尝试建立了根据掺杂元素基本性质推测镁合金广义层错能的预测模型,使用这一模型预测广义层错能预测数据与已经计算过的数值拟合度较好,这对于预测新型镁合金材料的塑性性能、指导以镁合金塑性优化为目标的合金成分设计等研究有重要意义。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.22
【图文】：

图 1-1 固溶元素对于镁合 B/G 值的影响[26]Fig. 1-1 Influence relationship between solute elements and Mg-X alloys金塑性的第一性原理研究现状件下，镁合金的塑性变形机制主要包括基面滑移、柱面这三种方式[29]，另外，镁合金结构中的锥面 c + a 滑移以及合金塑性变形的两种可能的方式[30-31]。对于单晶体系的研究发种变形方式中比较容易启动，通常只需若干MPa的应力就可以这几种变形方式中，相较而言柱面滑移最难启动，往往需要应a 才能达到屈服[32-35]。金中掺杂的合金元素的种类和含量，很大程度上决定了镁合镁合金机械性能的几种方法中，合金化是最常用且有效的一种目前为止，镁合金中所添加的掺杂元素在选择标准上尚未有明使得设计发展新型镁合金的研究工作受到了很大的阻碍和限合金塑性的研究在计算层面上，都更加关注于层错能的理论研

(a)Mg-Li合的LDOS；(b)Mg-Al合的LDOS

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 王渠东,丁文江;镁合金及其成形技术的国内外动态与发展[J];世界科技研究与发展;2004年03期

2 訾炳涛,王辉;镁合金及其在工业中的应用[J];稀有金属;2004年01期

3 师瑞霞,尹衍升,谭训彦;镁合金的研究进展[J];山东冶金;2003年02期

4 曾荣昌,柯伟,徐永波,韩恩厚,朱自勇;Mg合金的最新发展及应用前景[J];金属学报;2001年07期

5 黄晓锋,周宏,何镇明;镁合金的防燃研究及其进展[J];中国有色金属学报;2000年S1期

6 刘正,王越,王中光,李锋,申志勇;镁基轻质材料的研究与应用[J];材料研究学报;2000年05期

相关博士学位论文 前1条

1 徐永东;稀土镁合金组织和性能研究[D];天津大学;2012年

相关硕士学位论文 前2条

1 柏媛媛;稀土Nd对AZ31镁合金性能的影响规律研究[D];内蒙古科技大学;2012年

2 汪缨;稀土对AZ80变形镁合金组织和性能的影响[D];南京理工大学;2012年

本文编号：2723238