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粉末冶金材料科学与工程  2020, Vol. 25 Issue (1): 1-10    
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L12型Al3(Yb, Zr)相结构的第一性原理计算和实验研究
陈卓, 方华婵, 祝昌军, 朱佳敏
中南大学 粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083
First-principles calculations study and experimental results of L12-structured Al3(Yb,Zr) precipitate
CHEN Zhuo, FANG Huachan, ZHU Changjun, ZHU Jiamin
State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, China
全文: PDF (1103 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势从头算量子力学方法,对L12结构的Al3Zr,Al3Sc,Al3Yb,以及Zr替代部分Sc或Yb的Al3(Sc0.5,Zr0.5) 和Al3(Yb0.5,Zr0.5)化合物的晶格常数和形成焓进行计算。计算结果表明,L12结构Al3(Yb0.5,Zr0.5)化合物是热力学稳定的,在铝中易以共格态形式析出。通过透射电镜观察发现,Al- Zr-Yb合金经热处理后析出大量尺寸为20~80 nm的L12结构Al3(Yb,Zr)弥散相,芯部富Zr的Al3(Yb,Zr)和芯部富Yb的Al3(Yb,Zr)相均为明显的壳核结构。L12结构Al3(Yb,Zr)相的高温析出硬化作用及稳定性和抑制再结晶效果均优于L12结构Al3Zr相。
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作者相关文章
陈卓
方华婵
祝昌军
朱佳敏
关键词 Al-Zr-Yb合金第一性原理Al3(Yb,Zr)沉淀相再结晶    
Abstract:The formation energy and lattice constant of L12-structured Al3Zr, Al3Sc, Al3Yb, Al3(Sc0.5,Zr0.5), Al3(Yb0.5,Zr0.5) compounds were calculated from first-principles based on plane-wave pseudopotential method. The calculated results indicate that the L12-structured Al3(Yb0.5,Zr0.5) phase is thermodynamically stable and easy to precipitate coherently in Al matrix. With the results of TEM, high-density of coherent, L12-structured Al3(Yb,Zr) precipitates with 20-80 nm are precipitated in as-homogenized Al-Zr-Yb alloy, among them, core Zr-riched Al3(Yb,Zr) and core Yb-riched Al3(Yb,Zr) phases have obvious shell-core structure. Uniform and high density precipitation of L12-structured Al3(Yb,Zr) causes an improvement of precipitation-hardened effect and inhibit-recrystallization ability, compared to L12-structured Al3Zr precipitates in pure aluminum.
Key wordsAl-Zr-Yb alloy    first-principles    Al3(Yb,Zr)    precipitate    recrystallization
收稿日期: 2019-10-09      出版日期: 2020-06-19
ZTFLH:  TG146.4  
基金资助:国家自然科学基金青年基金资助项目(51501228); 湖南省自然科学基金资助项目(2015JJ3167); 中南大学研究生科研创新项目(1053320183017)
通讯作者: 方华婵,副教授,博士。电话:073188830614;E-mail: fanghc@csu.edu.cn   
引用本文:   
陈卓, 方华婵, 祝昌军, 朱佳敏. L12型Al3(Yb, Zr)相结构的第一性原理计算和实验研究[J]. 粉末冶金材料科学与工程, 2020, 25(1): 1-10.
CHEN Zhuo, FANG Huachan, ZHU Changjun, ZHU Jiamin. First-principles calculations study and experimental results of L12-structured Al3(Yb,Zr) precipitate. Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy, 2020, 25(1): 1-10.
链接本文:  
http://pmbjb.csu.edu.cn/CN/     或     http://pmbjb.csu.edu.cn/CN/Y2020/V25/I1/1
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