摘要：Mg-Al合金具有密度小、刚度好、强度质量比极佳、可铸性以及延展性良好等优点,可作为一种性能优异的轻量级结构材料。Mg17Al12作为其中的中间合金,具有阻碍位错运动来强化晶界的重要作用。本工作采用第一性原理方法,系统研究了Mg13Al14和Mg17Al12两种中间合金的晶体结构、电子结构及力学性能。研究结果表明:Mg13Al14的原胞结构不具有热力学稳定性,而Mg13Al14初胞结构热力学稳定,且稳定性高于Mg17Al12;通过电子结构分析发现,Mg13Al14和Mg17Al12均具有很强的金属性,且Mg17Al12的离子性略强于Mg13Al14,因此Mg17Al12具有更高的结构稳定性;通过力学参数计算,可以得出二者的初胞均具有良好的力学稳定性,而Mg13Al14的原胞不具有力学稳定性。其中Mg13Al14表现为延性材料,Mg17Al12表现为脆性材料;Mg13Al14初胞的可塑性更好,抵抗剪切形变的能力强于Mg17Al12;Mg17Al12的刚性更高,抗塑性变形能力强于Mg13Al14;Mg13Al14和Mg17Al12均表现为弹性各向异性;对于Mg-Al合金,中间合金初胞结构的Mg13Al14的综合力学性能优于Mg17Al12,但原胞的热力学稳定性较差,与Mg17Al12相比不利于提升Mg-Al的热稳定性。

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