Mg-Zr合金固溶体的价电子结构分析

摘要：

基于固体与分子经验电子理论(EET),分析了Mg-Zr合金固溶体的价电子结构,计算了表征合金力学性能的价电子结构参数(VESP)最强共价键上共用电子对数统计值(n'A),晶胞中可能存在的原子状态组数(σN),相界面上共价电子密度差统计值(△ρ')及相界面中可能存在的原子状态组数(σ).结果表明:Mg-Zr合金固溶体晶胞的最强共价键上共用电子对数统计值(n'AMg-Zr)值为0.12984,明显大于纯Mg中对应的数值(0.10991),相应的原子状态组数σNMg-Zr(9)＞σNMg(1),表明Zr元素固溶产生了显著的固溶强化效果.而合金固溶体中各相界面上共价电子密度差统计值的关系为△ρ'Mg/Mg-Zr=16.5541＞△ρ'Mg-Zr/Mg-Zr=3.8673＞△ρ'Mg/Mg=0,相应的的原子状态组数σMg-Zr/Mg-Zr=45＞σMg/Mg-Zr=9＞ σMg/Mg =1;△ρ'值的增大,说明合金元素Zr的加入提高了基体界面的应力,使该处的位错密度增加,因此界面和基体被强化了;而σ值的增多,表明Zr的溶入促使合金固溶体中含Zr晶胞界面上的电子密度连续性增强,导致错位的运动能力增强,使合金的塑性提高,降低了应力腐蚀敏感性.合金元素Zr使Mg-Zr合金固溶体的n'A值增大,△ρ '值提高,σ值上升,是固溶强化和界面强化综合作用的结果.

关键词：Mg-Zr合金、固溶强化、固体与分子经验电子理论、价电子结构、统计值

所属期刊栏目：39

分类号：G146.2;TG111.1

资助基金：国家自然科学基金项目51201029,51204053资助

在线出版日期：2016-05-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1043-1047