Al-Cu合金析出相的原子键强与性能

应用固体经验电子理论(EET),对Al-Cu合金时效过程中θ″、θ′和θ相的键络进行计算.结果表明,时效初期形成的θ″相中,最强共价键为Al-Cu键.合金中θ″相溶解并析出相时,Cu原子状态发生明显变化,使得Cu原子的共价电子数有较大幅度的提高,此时形成的亚稳相的最强共价键仍为Al-Cu键,较θ″相的最强Al-Cu键提高一倍.时效后期,合金析出稳态θ相,最强键由θ′相的Al-Cu键转为Cu-Cu键,而Al-Cu键成为次强键.依靠Cu原子提供较多的共价d电子,使θ相的共价键络较θ′亚稳相的共价键络强度进一步提高.     

Al-Mg-Si合金中U1和U2相的原子成键与性能

应用EET理论和改进的TFD理论对Al-Mg-Si合金时效过程中析出的U1与U2相的原子成键和结合能进行计算。结果表明:两相晶胞中最强键和次强键都是Al—Si键,其键络比基体Al晶胞中的最强键络都强得多;两析出相晶胞中都以较强的Al—Si键构成主要键络骨架结构,起到增强基体键络强度、强化合金的作用。由于析出相U1比析出相U2具有更强的Al—Si键络结构,且结合能较大,因此,相对U2相来说,U1相更稳定。计算结果还表明:(001)Al//(110)U1相界面处电荷保持连续且连续性较好,界面应变能较低,界面较稳定;界面(001)Al//(010)U2处的面电荷密度偏离连续条件,因此在此界面处,应力较大,界面原子键匹配较差,界面储能(应变能)较高,容易成为新相形核、长大和裂纹萌生的地方。     

Al-Li-Zr合金的界面原子成键与力学性能

应用固体经验电子理论计算Al-Li-Zr合金中若干析出相与基体的界面原子成键强度和异相界面的界面能。结果表明,δ′相与基体之间的界面电子密度在较低的应力下保持连续,使得δ′相与基体界面的结合较好,起到界面增强的效果;δ相与基体间界面电子密度在一级近似下不连续,使得与基体间界面结合强度较弱,引起界面结合弱化。对于核壳结构的复合相δ′/β′,界面电子密度差较小,且界面能最低,使得δ′相容易在β′相上异质形核长大形成复合δ′/β′相。由此从界面原子成键角度揭示析出相对合金起强弱化作用的原因,及其对合金力学性能的影响。