| Sb、Bi合金化提高Mg-Al系合金抗蠕变性能的机理 |
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| 引用本文： | 周惦武,刘金水,卢远志,张楚惠.Sb、Bi合金化提高Mg-Al系合金抗蠕变性能的机理[J].中国有色金属学报,2008,18(1):118-125. |
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| 作者姓名： | 周惦武 刘金水 卢远志 张楚惠 |
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| 作者单位： | 1. 湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082
2. 湖南大学,材料科学与工程学院,长沙,410082 |
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| 基金项目： | 高等学校博士学科点专项科研项目
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湖南大学校科研和教改项目 |
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| 摘 要： | 采用基于密度泛函理论的Dmol 4.1程序,从合金形成热、结合能、热力学性能和态密度等方面,研究Sb、Bi合金化提高Mg-Al系合金抗蠕变性能的影响机理。结果表明：Sb、Bi分别置换Mg-Al系合金Mg17Al12相中Mg（Ⅰ）,Mg（Ⅱ）,Mg（Ⅲ）和Al原子时,仅Sb置换Mg17Al12相中Mg（Ⅰ）,Mg（Ⅱ）原子,Bi置换Mg17Al12相中Mg（Ⅰ）原子能形成稳定的Mg17Al12固溶体结构,这表明Sb、Bi在Mg17Al12中固溶量有限。进一步比较合金化形成稳定的固溶体结构,发现Sb、Bi合金化后,固溶体结构的稳定性比未合金化时增强,其中,Sb置换Mg17Al12相中Mg（Ⅱ）原子时,其结构稳定性最高,其次Sb置换Mg17Al12相中Mg（Ⅰ）原子,再次Bi置换Mg17Al12相中Mg（Ⅰ）原子；而析出金属间化合物Mg3Bi2和Mg3Sb2,比相应合金化Mg17Al12固溶体的结构更稳定。不同温度下热力学性能的计算发现,合金体系中形成了结构稳定性高的Sb、Bi合金化Mg17Al12固溶体以及金属间化合物Mg3Sb2和Mg3Bi2,这些相高的结构稳定性并不因温度的升高而消失,其结构稳定性仍比Mg17Al12相高,因此Sb、Bi合金化提高了Mg-Al系合金的抗蠕变性能。电子态密度的分析结果进一步表明,Mg-Al系合金中相结构稳定性提高的主要原因在于：Sb、Bi合金化后,体系费米能级以下低能级区成键电子数的增多,其来源主要是Mg（s）、Mg（p）、Al（p）、Bi（d）和Sb（d）的价电子。
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| 关 键 词： | Mg17Al12相 结构稳定性 热力学性能 合金化 抗蠕变性能 机理 Mechanism alloy properties heat resistance improving 价电子 来源 电子数 能级区 费米能级 合金体系 分析 计算 温度 结构稳定性 固溶体结构 金属间化合物 |
| 文章编号： | 1004-0609（2008）01-0118-08 |
| 收稿时间： | 2007-05-08 |
| 修稿时间： | 2007-09-13 |
Mechanism of Sb, Bi alloying on improving heat resistance properties of Mg-Al alloy |
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| ZHOU Dian-Wu,LIU Jin-shui,LU Yuan-zhi,ZHANG Chu-hui.Mechanism of Sb, Bi alloying on improving heat resistance properties of Mg-Al alloy[J].The Chinese Journal of Nonferrous Metals,2008,18(1):118-125. |
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| Authors: | ZHOU Dian-Wu LIU Jin-shui LU Yuan-zhi ZHANG Chu-hui |
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| Keywords: | Mg17Al12 phases structural stability thermodynamic properties |
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