Cálculo de Primeras Principios de Propiedades Mecánicas Microscópicas y Comportamiento de Migración Atómica para la Aleación de Aluminio Al4Si
Autores: Huang, Jingtao; Xue, Jingteng; Li, Mingwei; Cheng, Yuan; Lai, Zhonghong; Hu, Jin; Zhou, Fei; Qu, Nan; Liu, Yong; Zhu, Jingchuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Comportamiento interfacial
Comportamiento de difusión atómica
Energías de superficie
Estabilidad interfacial
Energías de fractura
Comportamiento de migración de difusión
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se investigaron sistemáticamente el comportamiento interfacial y el comportamiento de difusión atómica de una aleación Al4Si mediante cálculos de primeros principios. Los puntos K y la energía de corte del sistema computacional se determinaron mediante pruebas de convergencia, y se investigaron las energías de superficie de cinco superficies diferentes de aleaciones Al4Si. Entre las cinco superficies investigadas para Al4Si, se encontró que la superficie (111) era la superficie con la energía de superficie más baja. Posteriormente, investigamos la estabilidad interfacial de la superficie (111) y encontramos que había dos tipos de interfaces, la interfaz Al/Al y la interfaz Al/Si. Se calcularon las energías de fractura y las resistencias teóricas de las dos interfaces; los resultados muestran que la interfaz Al/Al tenía la mayor resistencia interfacial, y el cálculo de sus resultados electrónicos explicó el fenómeno anterior. Posteriormente, investigamos el comportamiento de difusión y migración de átomos de Si en el sistema de aleación, principalmente en forma de vacantes. Consideramos la difusión de átomos de Si en vacantes de átomos de Al y de Si, respectivamente; los resultados mostraron que los átomos de Si son más susceptibles a la migración difusiva hacia vacantes atómicas de Al que hacia vacantes atómicas de Si. Los resultados de los cálculos sobre la micromecánica de aleaciones de aluminio, así como el comportamiento de migración de difusión, proporcionan una base teórica para el desarrollo posterior de nuevas aleaciones de aluminio.
Descripción
En este artículo, se investigaron sistemáticamente el comportamiento interfacial y el comportamiento de difusión atómica de una aleación Al4Si mediante cálculos de primeros principios. Los puntos K y la energía de corte del sistema computacional se determinaron mediante pruebas de convergencia, y se investigaron las energías de superficie de cinco superficies diferentes de aleaciones Al4Si. Entre las cinco superficies investigadas para Al4Si, se encontró que la superficie (111) era la superficie con la energía de superficie más baja. Posteriormente, investigamos la estabilidad interfacial de la superficie (111) y encontramos que había dos tipos de interfaces, la interfaz Al/Al y la interfaz Al/Si. Se calcularon las energías de fractura y las resistencias teóricas de las dos interfaces; los resultados muestran que la interfaz Al/Al tenía la mayor resistencia interfacial, y el cálculo de sus resultados electrónicos explicó el fenómeno anterior. Posteriormente, investigamos el comportamiento de difusión y migración de átomos de Si en el sistema de aleación, principalmente en forma de vacantes. Consideramos la difusión de átomos de Si en vacantes de átomos de Al y de Si, respectivamente; los resultados mostraron que los átomos de Si son más susceptibles a la migración difusiva hacia vacantes atómicas de Al que hacia vacantes atómicas de Si. Los resultados de los cálculos sobre la micromecánica de aleaciones de aluminio, así como el comportamiento de migración de difusión, proporcionan una base teórica para el desarrollo posterior de nuevas aleaciones de aluminio.