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摘要Mg-Y 合金是非常重要的一类合金,而层错能对其性能有重要影响。因此，Mg-Y 合金的层错能的研究对提高其性能十分重要。层错能研究方法有很多，由于不同的实验方法获得的结果相互间差异较大，并工作量很大，因此利用原子层次的模拟计算十分必要。本文使用修正嵌入原子法，研究纯 Mg 的层错能和 Y 对 Mg 层错能的影响。计算表明：1.内禀型层错比外禀型层错的层错能小，与前人计算结果大致相符 2. 不同含量 Y 加入后Mg 晶体层错能降低。42030
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毕业论文关键词 镁钇合金 层错能 势函数 修正嵌入原子法
Title Simulated calculation of stacking fault energy for Mg-Yalloy on the atomic scale
Abstract Mg-Y alloy is a very important alloy , and stacking fault energy has an importantimpact on its performance. Therefore, the study of Mg-Y alloy stacking fault energyis very important for improving its performance. There are a lot of methods whichresearch stacking fault energy. As a result obtained by various experimentalmethods are quite different from each otherand the heavy workload of experimentalmethods, the use of atomic-level simulation is necessary. This article uses theModified Embedded Atom Method, to study the stacking fault energy of Mg crystaland the effect of Y on Mg stacking fault energy. Calculation shows that:. Intrinsicstacking fault than extrinsic type stacking fault to small, with previous resultsare broadly consistent 2 different content of Y mg crystal stacking fault canreduce.
Keywords Mg-Y alloy, stacking fault energy, potential function, ModifiedEmbedded Atom Method
目录
1.引言..1
1.1镁合金..1
1.2层错与层错能.2
1.3本文研究的内容和目的4
2.层错能的计算方法和模型6
2.1势函数..6
2.2.Mg势函数的参数的确定..9
2.3.Mg-Y合金势函数参数的确定10
3.计算结果12
3.1纯Mg层错能计算结果12
3.2Mg中加入不同含量的Y的层错能.14
结论..18
致谢..19
参考文献20
1. 引言
1.1 镁合金
1.1.1 镁合金的性能镁是位于元素周期表ⅡA 族中具有银白色光泽的碱土金属，在地壳中含量丰富约为地壳总质量的 2.4%。镁的化学性质活泼，在室温下即可与空气中的氧气发生反应形成化合物，因此在现实的应用中很少使用纯镁，大多是其化合物。镁合金是镁应用的主要方式之一，镁合金具有比强度和比刚度高、密度低、电磁屏蔽性能好、可回收等优点，是应用在工程中的最轻的金属结构材料之一[1]。镁合金因具有以上列举的性能而被广泛应用在国防军工、航空航天、体育器材、交通运输、办公用品等领域[2]。在汽车工业中镁合金的应用最早开始于上世纪 30年代德国汽车制造商在当时制造的每辆车上使用了 74千克的此种合金。但镁合金的广泛应用是 80年代日益高涨的汽车轻质化以及镁合金制造技术的突破。镁合金在汽车上的应用可大致归为两个方面：壳体和支架。用镁合金制造的壳体类和支架类零部件如汽缸盖、发动机前盖、转向支架、方向盘等都有效的减轻了汽车的质量从而减少了耗油量实现节能减排。镁合金由于质量轻、比强度和比刚度高等性能也广泛应用在航空航天中，从而大大提高了航天器和飞机的性能。例如中国“红旗”型导弹的尾舱、仪表舱等处都有应用镁合金[3]。然而，镁合金却具有低腐蚀性、室温下低塑性和高温下低强度等缺点使得其应用受到极大的限制，没有充分的利用其良好的性能。
1.1.2 金属钇在镁合金中的作用金属钇是稀土元素之一其晶体结构是和镁晶体结构相同的密排六方晶体， 熔点为1522℃，比重为 4.457克/厘米 3，。由于金属钇的比重想比镁的较小因而在镁中加入金属钇后镁的比重没有显著的改变，但可以获得高强度的镁合金。镁合金的耐腐蚀性主要是决定合金中镍和铁等杂质金属的含量[4]，因此在镁合金中加入高纯度的金属铱可以抑制杂质金属的影响从而获得获得高抗蚀性的镁合金。镁合金的塑性主要与其层错能的大小相关，在镁合金中加入金属钇可以降低其层错能从而提高其低温下的塑性，这也是本文研究的主要内容。