Al-Li相图的第一性原理预测
材料科学
2021-09-15 v1
摘要
通过第一性原理计算结合团簇展开形式和统计力学确定了Al-Li体系的相图。基态相由整个成分范围内fcc和bcc构型的第一性原理计算确定，而作为温度函数的相变则由热力学巨势和各相的吉布斯自由能确定。总体而言，计算得到的相图与目前公认的实验相图吻合良好，但模拟提供了新的见解，这些见解对于通过热处理优化这些合金的微观结构十分重要。特别地，识别出了由嵌入Al基体中的Al0.5Li0.5 (001)单层组成的潜在GP区的结构。研究发现Al3Li是稳定相，尽管Al3Li转变为AlLi的能垒非常小(几meV)，并且可被热振动克服。此外，发现bcc AlLi由fcc构型的马氏体转变形成，且Al3Li析出相代表AlLi形核的有利位置，因为它们包含此种fcc有序的基本单元。最后，给出了不同相的吉布斯自由能随温度和成分变化的多项式表达式，以便它们可用于Al-Li合金析出的介尺度模拟。
引用
@article{arxiv.2107.13645,
title = {First principles prediction of the Al-Li phase diagram},
author = {S. Liu and G. Esteban-Manzanares and J. LLorca},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.13645},
year = {2021}
}