Ag对Al-Cu-Mg合金固溶体价电子结构及时效惯序的影响

摘要

基于EET理论(empirical electron theory of solids and molecules),计算了Al-Cu-Mg-Ag合金α-Al,α-Al-Mg,α-Al-Ag,α-Al-Cu固溶体和时效初期α-Al-Mg-Ag,α-Al-Mg-Cu固溶体的价电子结构,用最强共价键的共价电子数n1和结构单元总成键能力F分析了固溶体结构的稳定性,研究了Ag在基体{111}面上偏聚对Mg,Cu偏聚行为和合金时效析出惯序的影响。研究表明:α-Al-Cu,α-Al-Ag和α-Al-Mg的总成键能力分别比α-Al的小35.40%,15.32%和6.24%,α-Al-Cu,α-Al-Ag和α-Al-Mg的结构稳定性均小于α-Al的结构稳定性。α-Al-Ag和α-Al-Mg最强共价键的n1值分别比α-Al的大31.30%和21.43%,而α-Al-Cu最强共价键的n1值比α-Al的小0.14%,Cu在{111}面集聚没有驱动力。随着时效的进行,时效初期形成的α-Al-Mg-Ag的最强键、次强键的键合力和总成键能力逐渐增大,结构越来越稳定;而α-Al-Mg-Cu各共价键的键合力和总成键能力逐渐减小,结构越来越不稳定,易于发生改组重构。Cu原子因Mg,Ag原子而在{111}面上集聚,为Ω相的形成提供了形核基础;Mg,Ag原子不直接参与Ω相的形核,但为其形核提供了触媒剂。{111}面上Ag,Mg原子的集聚减少了{001}面上的Cu和Mg原子,抑制了θ′和S相的析出。