Al2Ca中點缺陷和原子擴散的第一性原理研究.pdf

1、原子擴散是鎂合金材料形成的重要基本過程之一，已引起廣泛的關注。特別是關鍵沉淀相Al2Ca的相關擴散數據到目前為止還所知很少。因此，研究Al2Ca的原子擴散是有必要的和有價值的?？紤]到實驗測量的困難和精度要求，因此理論研究是理解晶體材料中擴散過程的重要手段，其中第一性原理計算是一種特別有效的理論方法，被廣泛應用于研究固體性能的預測，并且取得了很大的進展。因此，本文便利用基于密度泛函理論的第一性原理計算研究了Al2Ca中的點缺陷和原子擴散。

2、
　　因為本征點缺陷通常在原子擴散過程中起著重要的媒介作用，所以本征點缺陷的結構和相對穩(wěn)定性被首先研究。計算得到了點缺陷形成能，并探討了點缺陷結構的相對穩(wěn)定性。研究結果表明:Al2Ca中主要缺陷結構分別是富鋁下的AlCa反位缺陷和富Ca條件下的CaAl反位缺陷。相對于反位缺陷，兩種亞點陣中空位的形成更加困難。進一步計算了與擴散研究有關的復合缺陷的形成能和相應的原子擴散遷移能壘。隨后研究了幾種主要的擴散過程，包括晶格單步機制，三步空