列匹配分析法计算择优位向关系:在Mg2Sn/Mg体系中的应用实例

摘要

Mg-Sn合金以其良好的热稳定性和相对低廉的成本成为了民用交通产品潜在的原材料.实验表明,该合金的主要析出相Mg2Sn与母相Mg之间存在多达12种位向关系.本工作采用列匹配分析法计算Mg2Sn与Mg之间匹配良好的界面，这些界面称之为择优界面，相应的位向关系称为择优位向关系。本工作旨在仅以两相的点阵常数为输入，通过设立一些晶体学判据，在五维空间中快速地搜索所有可能存在的择优界面及其对应的位向关系。计算结果将与实验中观察到的12种位向关系进行对比。本文根据上述列匹配判据共计算出95种择优界面，对应95种择优位向关系，包含了实验中测得的全部12种位向关系，验证了模型的合理性。该计算方法简单易行，使得在界面几何的五维空间中能够很快地搜寻到潜在的择优界面，计算所得到的界面可以作为其它计算的输入，比如进行界面能的计算，该方法的特别之处在于可以计算出不常见的位向关系(如OR5和ORl0)，以及不常见的择优界面．列匹配分析法的原则可以拓展应用于其他合金体系中，具体参数选择可以借鉴本文，但可以灵活调整，本文计算结果说明具体界面匹配对位向关系和择优界面比较敏感，具有列匹配特征的界面含周期性分布的GMS团簇，该结构只在特殊位向关系下出现在特殊取向的界面上。