硅和镁质量分数对Al-Si-Mg合金机械力学性能参数影响的计算分析

摘要

基于第一性原理，利用CASTEP模块，通过虚拟晶体近似的方法建模，采用GGA+PBE泛函关联函数，研究了Al-Si7-MgX（X=0.1～0.5）、Al-SiX-Mg0.3（X=6～9）合金中的Si、Mg质量分数的变化对机械力学性能参数的影响。研究表明，随着研究组元质量分数的增加，晶格常数有所减小，最大值与最小值相差约0.265%;弹性常数C₁₁、C₁₂、C₄₄满足结构稳定性条件；体积模量B、剪切模量G、杨氏模量E、泊松比u随着A356中Si、Mg质量分数变化而变化；Mg质量分数的变化对剪切模量G、杨氏模量E的影响比Si质量分数的变化更敏感。计算结果与现有实验数据对比表明，计算结果接近实验数据，第一性原理计算Al-Si-Mg合金材料参数可行。

关键词

第一性原理 / Al-Si-Mg / 晶格常数 / 弹性模量 / 泊松比