Mg-Zn-Y合金中化合物相高压下力学稳定性和热力学性质的计算研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Norazhongli
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
最新研究表明以高强耐热镁合金为代表的稀土镁合金,增加了镁合金商业用途,提高了镁合金的实用性。本文从研究稀土镁合金稳定性出发,选取Mg-Zn-Y合金中二元强化相MgZn2和Mg24Y5以及合金中主要三元相W相(Mg3Y2Zn3)为研究对象,使用第一性原理计算方法对三相的力学稳定性和热力学性质进行研究。常压下对Mg-Zn-Y合金中MgZn2、Mg24Y5和Mg3Y2Zn3三相生成焓和结合能、力学稳定性、德拜温度、能带结构和态密度进行研究。结果表明在常压下Mg3Y2Zn3具有最强的合金化能力,最易形成;MgZn2次之;Mg24Y5最弱;Mg3Y2Zn3稳定性最好,Mg24Y5稳定性最差。经过计算MgZn2、Mg24Y5和Mg3Y2Zn3三相在常压下均为机械稳定相。Mg3Y2Zn3相在常压下的抗变形能力和硬度最好;MgZn2塑性最好;Mg24Y5原子间结合力最大,振动频率最快。能带结构图验证了三相的金属性,通过态密度图分析了三相的轨道杂化作用。在Mg24Y5声子色散曲线中没有虚频存在,证明了Mg24Y5在常压下的稳定性。通过声子计算对Mg24Y5相0~1000 K热力学性质进行计算,发现温度升高时Mg24Y5焓、熵和体积比热熔均随温度升高而增大;赫姆霍兹自由能随温度升高有下降趋势,在高温下Mg24Y5表现出良好的稳定性。对MgZn2、Mg24Y5和Mg3Y2Zn3三相在10~100 GPa压力条件下进行了力学稳定性和德拜温度计算。压力升高时体积模量B、剪切模量G和杨子模量E均随压力升高而有上升趋势MgZn2在加压时材料体积变化抵抗能力、抗变形能力和硬度最大;Mg24Y5抗变形能力和硬度最低。三相的泊松比υ反映出在30~100 GPa压力下Mg24Y5可塑性最好;MgZn2可塑性最差。此外对于材料G/B的计算表明三相均为延性相。德拜温度表明:压力小于20 GPa时Mg24Y5相原子间作用力和振动频率最快;在20~100 GPa高压下MgZn2原子间作用力最大和振动频率最快。高温下的赫姆霍兹自由能计算表明在300~1000 K范围内,自由能的关系为Mg24Y5<Mg3Y2Zn3<MgZn2,Mg24Y5在高温下表现出优越的稳定性。
其他文献
作为一类特殊的微分动力系统,复杂动态网络(CDNs)是非线性系统科学中的一个研究热点。由于复杂网络与自然和人类社会许多方面密切相关,因此受到了众多科研工作者的关注。特别,作为复杂网络系统重要动力行为之一,同步控制被广泛应用在物理、工程、计算机科学等领域中。本文针对不同类型的复杂网络系统,基于Lyapunov稳定性理论和先进的数学分析方法,研究了系统若干全局同步问题。主要研究内容如下:首先,基于非周
材料、化学等科学研究的发展最终都是为了让人类更好的生存、生活。然而,严重的水污染的问题已引起越来越多的关注,水污染已成为二十世纪最受关注、最迫切需要解决的环境问题之一。有鉴于此,将纳米材料的研究在污水处理领域进行探索不仅符合社会的需求,也希冀可以在催化领域有所贡献。本文设计并制备了两种不同材料复合的纳米载体,采用原位沉积法负载磷酸银(Ag3PO4)纳米颗粒,获得新型复合催化剂,并探究了其对邻硝基苯
镁稀土合金由于其独特的性能(例如密度低、弹性模量低等)而成为汽车、电器和航空航天等领域的结构材料。然而,低强度、热稳定性较差、高成本成为限制镁稀土合金发展的主要因素。变形镁稀土合金可以获得传统粗晶粒材料无法达到的出色的力学性能,然而缺少高压扭转(HPT)工艺以及轧制工艺对低成本Mg-Sm-Ca合金显微组织调控和力学性能提升相关研究的报道,尤其是在纳米晶Mg-Sm-Ca合金的时效行为、热稳定性以及强
汉语标点符号在书面语的使用越来越受到人们的重视。它能够帮助人们更好地表达语言。标点符号在汉语和其他语言中都起着至关重要的作用,是书面语中必不可少的组成部分。不规范使用标点符号可能会引起歧义甚至造成误解。因此,我们要重视标点符号的正确使用。但教学实践表明,老挝来华留学学历生在使用标点符号时出现大量偏误,并且关于老挝来华留学学历生标点符号使用偏误的文献也非常少。本文选取了89篇老挝来华留学学历生的期中
脂肪酸钙(CSFA)由脂肪酸和钙离子结合,是一种能为动物机体补充能量的新型能量饲料添加剂,最早作为瘤胃保护性脂肪在反刍动物中使用,目前在家禽的应用研究仍较少。本试验在日粮中添加脂肪酸钙,研究其对蛋鸡产蛋期生产性能、蛋品质及脂质代谢的影响,并通过分析粗脂肪的表观代谢率、肠上皮绒毛及肝细胞形态、血浆及肝脂代谢、抗氧化等相关生化指标,初步探讨其作用机制。根据试验要求,选取216只520日龄京粉1号商品蛋
碳化物衍生碳(Carbide-derived carbon,简称CDC)是以碳化物晶格为模板,通过蚀刻除去其中的非碳原子所获得的一类纳米骨架碳。结构的多样性及孔径的可调控性使CDC在众多领域具有广阔的应用前景。MXene是近年来备受关注的一类新型二维过渡金属碳化物,但迄今很少有工作涉及由MXene蚀刻成CDC的研究,至于借助催化实现对MXene-CDC的结构调控更是鲜见报道。基于此,本论文以Ti3
表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)技术作为一种光谱分析手段由于具有灵敏度高、响应快和无损分析等优点,被广泛应用于生物医学、食品安全、环境监测等领域。制备SERS基底是拉曼光谱检测过程中的重要部分,也是成功实现待测分子拉曼信号增强的关键。近年来,为了进一步推动SERS技术的发展,在低成本、高性能SERS基底的制备上人们做出了很多探讨。对于
硫化锑材料具有高度的各向异性,属于无机类半导体。它的光谱范围、光敏感性以及电化学性能都很不错,故而备受关注。硫化锑材料因其结构新颖故拥有独特的性能,在很多领域都有所应用。但目前对于硫化锑材料的应用研究主要集中在太阳能电池、光催化以及形貌调控领域,而将其电化学传感性能作为主要研究课题的还不多。考虑到这个因素,本文采用简单的溶剂热合成法制备了多种微观形貌各异的硫化锑纳米材料,并将其对于水合肼的电化学性
中华鳖(Pelodiscus sinensis)作为我国重要的淡水经济养殖品种,由于养殖密度在增加、水体环境变差,导致人工养殖过程中病害频发,制约了中华鳖养殖产业的可持续发展,其中由病毒引起的中华鳖疾病目前尚未有效的防治药物。许多研究表明干扰素基因刺激因子(Stimulator of interferongenes,STING)是机体抗病毒先天免疫反应过程中的重要感受器,可刺激诱导机体产生Ⅰ型干扰
金属叠层复合板采用两种或多种金属通过复合技术制备而成,具有良好的综合性能并得到了广泛的应用,使用铝钢复合材料替代传统钢材或铝材有助于降低能耗和减少碳排放。本文以1060铝板和DC06钢板为实验材料在三种轧制温度下通过轧制复合制备了铝/钢/铝复合板,设计并制作了一种新型模具用于测试铝/钢界面的结合强度。通过分析不同轧制温度和变形量下铝/钢/铝复合板结构演变、界面结合性能及力学性能,确定最优的轧制复合