Sc_(x)Y_(1–x)Fe_(2)合金固溶和V_(2x)Fe_(2)(1–x)Zr有序-无序转变的理论预测

摘要

合金化是增加材料结构和性能多样性的重要手段.本文先从考虑最近邻相互作用的Ising模型出发,通过铁磁耦合研究二元合金的低温相分离、高温固溶体系,通过反铁磁耦合研究低温有序固溶、高温无序体系.以储氢合金中的Laves相V_(2x)Fe_(2)(1–x)Zr和Sc_(x)Y_(1–x)Fe_(2)材料为例,采用基于结构识别的高通量第一原理计算,考虑结构简并度对配分函数的贡献,可以对合金材料进行有限温度下的理论预测.先通过第一原理计算得到基态(零温下)形成能,形成能大于零的体系Sc_(x)Y_(1–x)Fe_(2)在低温下相分离,根据自由能符号确定合金固溶的临界温度;形成能小于零的体系V_(2x)Fe_(2)(1–x)Zr在低温下倾向于形成有序相,根据比热的计算可以确定体系出现有序-无序转变的临界温度.其中,高通量第一原理计算和对应的结构简并度统计可以通过我们课题组发布的程序SAGAR(structures of alloy generation and recognition)实现.