Al-Mg-Si合金液固結(jié)構(gòu)關(guān)系和固態(tài)電阻率的研究.pdf

1、本文運(yùn)用第一性原理分子動(dòng)力學(xué)模擬方法分析Al85Mg10Si5和Al185Mg1Si14合金的液態(tài)、過飽和固溶體和非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。采用的分析方法主要有偏偶相關(guān)函數(shù)gij(r)、配位數(shù)Nij和化學(xué)短程序。通過高溫高精度電阻測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試Al-Mg-Si合金升溫過程電阻率的變化，并結(jié)合差式掃描量熱法(DSC)分析合金升溫過程DSC曲線的變化，發(fā)現(xiàn)電阻率變化對(duì)應(yīng)溫度區(qū)間與DSC曲線熱流變化對(duì)應(yīng)溫度區(qū)間符合的很好。
　　通過第一性原理分子動(dòng)力學(xué)

2、模擬方法對(duì)Al85Mg10Si5合金的結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，在液態(tài)、過飽和固溶體和非晶態(tài)合金中Al-Si和Mg-Si是主要的化學(xué)短程序，并且Mg與Si原子間的相互作用最強(qiáng)，可能形成了Mg-Si異類原子團(tuán)簇。同時(shí)，Al85Mg10Si5過飽和固溶體中Si原子間相互分離的趨勢(shì)比液態(tài)合金強(qiáng)，表明過飽和固溶體的化學(xué)有序性比液態(tài)合金好。Al85Mg10Si5非晶合金中g(shù)SiSi(r)曲線第一峰與第二峰之間為零，表明Si原子間相互分離，或者直接形成了單獨(dú)的

3、Si-Si原子團(tuán)簇。同時(shí)，Al85Mg10Si5非晶合金中g(shù)AlAl(r)曲線的第二峰出現(xiàn)了表征非晶特征的明顯的劈裂峰。
　　Al185Mg1Si14合金的液態(tài)、過飽和固溶體和非晶態(tài)結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)Al-Mg是主要的化學(xué)短程序，Si原子間相互分離的趨勢(shì)大于Al85Mg10Si5合金。Al185Mg1Si14非晶合金中g(shù)AlSi(r)曲線的第二峰出現(xiàn)了明顯的劈裂，表明合金在3.3×1014K/s快冷時(shí)出現(xiàn)了非晶。
　　由于電阻率對(duì)金

4、屬及合金的組織結(jié)構(gòu)具有敏感性，能夠有效地表征它們結(jié)構(gòu)的變化，所以我們嘗試采用高溫高精度電阻測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試Al-Mg-Si合金在升溫過程中電阻率的變化情況。Al-(0.3-0.4.wt％)Mg-7.wt％Si合金澆注試棒（試棒）的電阻率隨溫度的升高可以分為三個(gè)部分:首先合金的電阻率隨溫度的升高呈現(xiàn)線性增加，隨后電阻率隨溫度升高幾乎不再增加，最后電阻率隨著溫度的升高繼續(xù)線性增加。對(duì)比純Al試棒、純Al線和Al-Si合金試棒，發(fā)現(xiàn)第二部分電阻率

5、幾乎不變可以解釋為兩方面。一是在加熱過程中合金中的原子與空位擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)加劇，空位被Si和Mg原子俘獲，電子的散射減小導(dǎo)致合金的電阻變小;二是Al合金的電阻隨溫度的升高而變大。用高純?cè)吓渲频腁l-Mg-Si合金試棒的電阻率較工業(yè)純配制的合金的電阻率小，是因?yàn)楦呒冊(cè)吓渲频暮辖鹬泻休^少的雜質(zhì)，電子散射作用較弱。目前關(guān)于電阻率變化與固溶體化學(xué)序變化的聯(lián)系沒有建立起來。
　　進(jìn)一步地，運(yùn)用升溫DSC測(cè)試純Al試棒、純Al線、Al-Si和