Al-Mo-Dy合金相图及Al-(C)-(Y,V,Nb,Ta)金属间化合物在外部压力下性能研究

摘要

本文主要测定了在873K的Al-Mo-Dy三元体系等温截面中完整的相关系，以及应用第一性原理计算方法模拟计算了二元金属间化合物AlY2以及三元金属间化合物M2AlC(M=V, Nb，Ta)的部分性能，主要的研究内容如下：
　　 ⑴通过XRD，SEM以及EDX等实验手段，确定了在873 K的Al-Mo-Dy三元体系等温截面中完整的相关系。一共有十个二元金属间化合物以及一个三元化合物存在Al-Mo-Dy三元体系中。一个新的三元化合物在873 K的Al-Mo-Dy三元体系等温截面中被发现。根据本实验已经结束的工作表明，在Al-Mo-Dy三元体系873 K等温截面中，一共存在15个单相区，29个两相区以及15个三相区。在873 K的温度条件下，Al在AlMo3存在6at.％的固溶以及Al在Al8Mo3存在5at.％的固溶。
　　 ⑵通过基于密度泛函理论的第一性原理的方法，对具有正交晶系结构的AlY2二元化合物进行结构、电子、弹性以及热力学性质方面的研究，压力值是在0-50 GPa的范围中每隔5 GPa取一次值，并对AlY2化合物的能带以及态密度包括总态密度与分态密度进行了研究。采用Voigt-Reuss-Hill(VRH)平均方法来进行弹性性质的计算工作，分别计算了体模量B、剪切模量G、杨氏模量E、泊松比v以及德拜温度(O)D。研究中也对热力学性质进行了计算，包括热熔C、热涵E、自由能F以及热熵S。
　　 ⑶采用的计算方法为广义梯度近势(GGA)中的Perdew-Burke-Ernzerh(PBE)交换关联泛函，主要研究了在不同外部压力下M2AlC(M=V，Nb，Ta)系列三元化合物使用基于密度泛函理论的第一性原理的方法来进行的一系列模拟实验，模拟计算了包括结构性能，电子性能，弹性性能以及德拜温度等方面。通过使用Voigt-Reuss-Hill(VRH)平均方法得出的关于具有六方晶系结构的M2AlC系列三元化合物的体模量B，剪切模量G，杨氏模量E(单位为GPa)，泊松比v以及B/G的值。对M2AlC(M=V，Nb，Ta)系列三元化合物的能带以及态密度也进行了研究。通过获得弹性常量的值以及波速的值包括平均声波速率，横向和纵向的弹性波速率计算得出德拜温度。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 铝合金发展现状

1．3 合金元素对铝合金的影响

1．4 第一性理论计算简介

1．5 选题背景以及研究意义

1．6 本课题研究内容

参考文献

第二章 实验以及理论研究原理

2．1 实验相图测定方法

2．1．1 实验相图测定原理简介

2．1．2 实验仪器以及手段

2．2 第一性理论研究简介

2．2．1 第一性原理在材料学中的应用

2．2．2 使用的软件介绍

2．2．3 主要计算方法简介

参考文献

第三章 Al-Mo-Dy三元体系在873 K的等温截面

3．1 引言

3．2 历史资料

3．2．1 Al-Mo二元系

3．2．2 Al-Dy二元系

3．2．3 Mo-Dy二元系

3．3 实验过程

3．4 结果和结论

3．4．1 等温截面

3．4．2 相分析

3．4．3 新的三元化合物

3．5 本章小结

参考文献

第四章 AlY2金属间化合物在不同外部压力下的性能

4．1 引言

4．2 计算方法

4．3 结果和讨论

4．3．1 在不同压力下的结构性能

4．3．2 电学性能

4．3．3 在不同压力下的弹性性能

4．3．4 在不同压力下的热力学性质

4．4 本章小结

参考文献

第五章 M2AlC(M=V，Nb，Ta)金属间化合物在不同外部压力下的性能

5．1 前言

5．2 计算方法

5．3 结果和讨论

5．3．1 结构性能

5．3．2 弹性性能

5．3．3 电子性能

5．3．4 德拜温度

5．4 本章小结

参考文献

第六章 结论

致谢

攻读硕士期间发表论文情况