Mg-Zr合金固溶体的价电子结构分析

来源期刊:稀有金属2015年第11期

论文作者:李飞 钱守龙 朱庆丰 李磊 宫国彭

文章页码:1043 - 1047

关键词:Mg-Zr合金;固溶强化;固体与分子经验电子理论;价电子结构;统计值;

摘    要:基于固体与分子经验电子理论(EET),分析了Mg-Zr合金固溶体的价电子结构,计算了表征合金力学性能的价电子结构参数(VESP)最强共价键上共用电子对数统计值(n’A),晶胞中可能存在的原子状态组数(σN),相界面上共价电子密度差统计值(Δρ’)及相界面中可能存在的原子状态组数(σ)。结果表明:Mg-Zr合金固溶体晶胞的最强共价键上共用电子对数统计值(n’AMg-Zr)值为0.12984,明显大于纯Mg中对应的数值(0.10991),相应的原子状态组数σNMg-Zr(9)>σNMg(1),表明Zr元素固溶产生了显著的固溶强化效果。而合金固溶体中各相界面上共价电子密度差统计值的关系为Δρ’Mg/Mg-Zr=16.5541>Δρ’Mg-Zr/Mg-Zr=3.8673>Δρ’Mg/Mg=0,相应的的原子状态组数σMg-Zr/Mg-Zr=45>σMg/Mg-Zr=9>σMg/Mg=1;Δρ’值的增大,说明合金元素Zr的加入提高了基体界面的应力,使该处的位错密度增加,因此界面和基体被强化了;而σ值的增多,表明Zr的溶入促使合金固溶体中含Zr晶胞界面上的电子密度连续性增强,导致错位的运动能力增强,使合金的塑性提高,降低了应力腐蚀敏感性。合金元素Zr使Mg-Zr合金固溶体的n’A值增大,Δρ’值提高,σ值上升,是固溶强化和界面强化综合作用的结果。

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