Al₂Sr和Mg2sr相结构稳定性与弹性性能的第一原理计算

周惦武¹，刘金水²，徐少华²，彭平²

1. 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室2. 湖南大学材料科学与工程学院

摘 要：采用基于密度泛函理论的CASTEP和DMOL程序软件包,计算了Mg₁₇Al₁₂,Al₂Sr和Mg₂Sr柏的结构稳定性、弹性性能和电子结构.合金形成热和结合能的计算结果显示,Al₂Sr具有最强的合金化形成能力和结构稳定性.Gibbs自由能的计算结果表明,随着温度的升高,Mg₁₇Al₁₂,Al₂Sr和Mg₂Sr的结构稳定性发生了变化,在实际工作温度高于423 K以上时,Al₂Sr的结构稳定性最好,Sr合金化Mg-Al基合金形成Al₂Sr有利于提高镁合金的高温抗蠕变性能.体模量（B）、弹性各向异性系数（A）、Young’s模量（E）、剪切模量（G）和Poisson比（v）的计算结果表明,Mg2Sr为延性相,而Mg₁₇Al₁₂和Al₂Sr为脆性相,Mg₂Sr的塑性最好.态密度和Mulliken电子占据数的计算结果表明,Al₂Sr结构最稳定的原因主要源于体系存在强烈的共价键作用,而Mg₁₇Al₁₂结构隐定性优于Mg₂Sr是体系中离子键与共价键共同作用的结果.

关键词：镁合金;第一原理计算;电子结构;结构稳定性;弹性性能;