Cu掺杂6000系铝合金中β″相的第一性原理研究

摘要

采用基于密度泛函理论的投影缀加平面波方法和广义梯度近似,研究Cu掺杂对6000系铝合金中主要强化相 β″相(Mg5Al2Si4)的几何结构、相稳定性和电子结构的影响.结果表明:β″相的晶胞参数与文献报道相符.掺杂Cu后体系的晶胞形状发生微小变形且体积减小,而不同掺杂浓度和掺杂位置对掺Cu结构Mg5-xAl2-ySi4Cux+y的几何性质影响不同,进而影响 β″相和Al基体之间的晶格错配度;Cu既替代Mg1又替代Al原子和Cu只替代Al原子的结构在合金中更容易形成,而Cu只替代Mg1原子的结构在合金中不易形成,该计算结果与实验报道相符.电子结构分析表明,掺杂Cu后形成的Mg5-xAl2-ySi4Cux+y相结构的稳定性和体系在费米能级附近的赝能隙密切相关.