Mg-Zn 合金析出的第一性原理分析
材料科学
2020-10-07 v1
摘要
通过第一性原理计算分析了 Mg-Zn 合金中的析出行为。确定了对称不同的 hcp Mg1-xZnx (0 < x < 1) 构型的形成能，并从凸包中识别出与基体共格的 Guinier-Preston 区潜在候选结构。依据沿基面的界面能对所最可能结构进行排序。此外，计算了若干实验报道相(Mg4Zn7、立方 MgZn2、六方 MgZn2、Mg21Zn25 与 Mg2Zn11)的形成能与振动熵贡献。Mg4Zn7、立方 MgZn2 与六方 MgZn2 Laves 相的形成能非常接近，因为它们由菱面体与六方晶格单元的不同排列构成。结论是 \beta_1^' 析出物由它们全部混合形成。然而，几何排列的差异导致熵能贡献的变化，决定了高温稳定性。发现六方 MgZn2 Laves 相是高温下最稳定相，因此 \beta_1^' 析出物倾向于在更高时效温度或更长时效时间下转变为 \beta_2^' (六方 MgZn2) 析出物。最后，平衡 \beta 相(Mg21Zn25)被发现是一种长程有序结构，由于触发从短程有序相 \beta_2^' 到 \beta 转变所需的动力学过程，其析出最晚。
引用
@article{arxiv.2009.01892,
title = {First principles analysis of precipitation in Mg-Zn alloys},
author = {S. Liu and G. Esteban-Manzanares and J. LLorca},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.01892},
year = {2020}
}