微合金化元素Cu/Ti在L12-Al3Sc/Al界面的偏析行为

• 作者: 姚建刚 宫裕祥 江勇
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Al-Sc合金 合金化元素 Al3Sc 界面偏析 第一性原理
• 年，卷（期）: 2022,（8）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域|INTERDISCIPLINARY PHYSICS AND RELATED AREAS OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
• 页码范围: 312-318
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20212156

摘要

L12-Al3Sc纳米析出相的热稳定性对于Al-Sc合金的耐热性意义重大.不同溶质原子在L12-Al3Sc界面的偏析行为可能对Al-Sc合金中L12-Al3Sc析出相的热稳定性造成影响.本文针对过渡族微合金化元素Cu和Ti的L12-Al3Sc/Al界面偏析,开展第一性原理能量学计算研究.结果表明,Cu和Ti均倾向于以替换方式偏析在界面Al侧,但偏析驱动力和偏析占位有明显差异.在给定温度下,基体浓度对界面偏析量也有重要影响.基体浓度越高,偏析驱动力越大,界面平衡偏析量或最大界面覆盖率越大.温度为600 K、基体原子浓度为1％时,Ti对偏析界面的最大覆盖率可达80％(0.8单原子层),而Cu不超过4％(0.04单原子层).