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Al1-xLix无序相的弹性性质及理想强度的第一性原理研究

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基于密度泛函理论,研究了不同结构对无序Al1-xLix(x=0.25,0.5和0.75)的弹性模量、各向异性和理想抗拉强度的影响.结果表明,Al1-xLix相可以在0 K时形成稳定结构,但Al0.75Li0.25相的形成难度较大.对于相同成分的Al1-xLix相,BCC结构具有相对较弱的抗体积变形能力.当Li含量(摩尔分数)从5%提高到75%,FCC Al1-xLix相发生韧脆性转变,可能是由金属键转变为共价键导致.BCC Al0.75Li0.25的弹性性质展现出显著的各向异性,而FCC Al0.75Li0.25和BCC Al0.25Li0.75趋于各向同性.相同结构的Al1-xLix相的理想抗拉强度随Li含量的增加而呈降低趋势.
First Principle Study of Elastic Properties and Ideal Strength of Disordered Al1-xLix Phases
Effects of different structures on the elastic modulus,anisotropy and ideal tensile strength of disordered Al1-xLix(x=0.25,0.5 and 0.75)were investigated based on density functional theory.The results indicate that the Al1-xLix phase leads to a stable structure at 0 K,while the formation of Al0.75Li0.25 phase is difficult.For the Al1-xLix phase with constant composition,BCC structure exhibits a relatively weak resistance to volume deformation.With molar fraction of Li increasing from 50%to 75%,FCC Al1-xLix phase undergoes a ductile-brittle transition,which is attributed to the transformation from metallic bonds to directional covalent bonds.The elastic properties of BCC Al0.75Li0.25 exhibit significant anisotropy,while FCC Al0.75Li0.25 and BCC Al0.25Li0.75 tend to be isotropic.With the increase of Li content,the ideal tensile strength of Al1-xLix phases with the same structure is decreased.

First PrinciplesAl1-xLix PhaseElastic PropertiesAnisotropy

田晋忠、李博霖、白正豪、杨晓敏、赵宇宏、侯华

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中北大学材料科学与工程学院,高性能铝/镁合金材料开发及应用省部共建协同创新中心,太原 030051

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太原科技大学材料科学与工程学院,太原 030024

第一性原理 Al1-xLix相 弹性性质 各向异性

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2024

特种铸造及有色合金
中国机械工程学会铸造分会

特种铸造及有色合金

CSTPCD北大核心
影响因子:0.481
ISSN:1001-2249
年,卷(期):2024.44(9)