采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统地研究了不同掺杂浓度下过渡族元素Cr、Mn、Co、Ni在Al13Fe4相中的占位情况、结构稳定性和机械性能.计算得到所有的Al78(Fe24-xMx)(M=Cr、Mn、Co、Ni;x=1,2,4)相都具有良好的热力学稳定性和机械稳定性.相同掺杂浓度化合物的形成焓按如下顺序减小:Al78(Fe24-xCrx)＞Al78(Fe24-xMnx)＞Al13Fe4＞Al78(Fe24-xNix)＞Al78(Fe24-xCox).形成焓的降低增加了 Al13Fe4相成核驱动力,Co和Ni有利于促进Al-Fe合金中Al13Fe4相形核,细化Al13Fe4相.过渡族元素可以改善金属间化合物的脆性,增强塑性变形能力.并且随着掺杂浓度的增加,过渡族元素的加入对脆性的改善呈先增大后减小的趋势.
Al13Fe4 相稳定性 过渡族元素 机械性能 第一性原理