Al-15%Mg_2Si复合材料中二元相的研究

用原位内生法制备了Al-15%Mg_2Si(质量分数,下同)复合材料,通过XRD测试,定性和定量地分析材料中的相成分和相含量。利用Reflex模拟Al-Mg-Si系合金的XRD图谱,并与XRD测试结果对比。利用CASTEP中基于密度泛函理论的第一性原理方法,对Al-Mg_2Si复合材料中的Mg_2Si相和Mg_(17)Al_(12)相的平衡晶格常数,热力学参数和弹性性质做了系统的研究,分析两相的稳定性和力学性能。XRD分析结果显示,Al-15%Mg_2Si复合材料中仅含有α-Al相和Mg_2Si相,且Mg_2Si相的质量分数为14.9%。模拟与实验中,相同晶面指数的XRD标定值相差很小,实验值验证了模拟值的可靠性。模拟值证实Al-Mg_2Si复合材料中,理论上只形成α-Al相和Mg_2Si相。CASTEP计算结果表明,Al-Mg_2Si复合材料中的Mg_2Si相较Mg_(17)Al_(12)相易于形成,且稳定性较好。Mg_2Si相的弹性模量E,剪切模量G,体模量B均大于Mg_(17)Al_(12)相,Mg_2Si相的力学性能较好,但脆性较大,且塑性较差。