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第6 3 卷第2 期 2Ol1 年5 月 有色金属 N o n f e r r o u 8M e t a l B V o I ．6 3 ．N o ．2 M a v2 Oll D O I 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 0 2 1 1 ．2 0 1 1 ．0 2 ．0 0 l A l M g S i 合金G P 区的键络结构与界面能分析 王庆松，郑发农，王兴林，沈洋，江安 安徽工程大学数理学院，安徽芜湖2 4 10 0 0 摘 要运用固体与分子经验电子理论，计算A 1 ．M g ．s i 合金L lo 型G P 区的价电子结构。运用硬球模型，对该体系的G P 区 L l o 型 与基体之间的界面能进行预测。计算结果表明。G P 区具有较强的共价键络，是该合金时效硬化的主要原因。G P 区中 M g M g 原子之间的结合倾向最大，是时效初期G P 区形成片状的内在原因。G P 区随时效温度升高而键强减弱，从而热稳定性降 低。G P 区与基体的共格界面能比基体晶粒问的界面能低，是G P 区形成和生长的有利条件。 关键词金属材料；A l M g - s i 合金；G P 区；价电子结构；界面能 ’ 中图分类号T G l 4 6 ．2 1 ；T G l l l ．1文献标识码A文章编号I ∞l 0 2 l l 2 0 1 1 0 2 一0 0 0 l 0 5 A l M g - s i 合金是常见的时效强化合金，应用广 泛。A l 中添加少量含量不同的M g 和s i ，基本不改 变合金时效过程的沉淀序列及析出相，即在一定时 效条件下可从过饱和固溶体中依次析出亚稳相 G P 区、卢”、J B ’及稳相卢“1 。其中亚稳相与基体保持共 格或半共格，而稳相 与基体完全不共格。该合金 在时效初期析出的G P 区对合金强化及其他性能均 起着重要作用∞“1 。因此，国内外很多材料学家采 用先进的设备和方法对其进行了深入观察和研究， 最近研究表明”‘7 1 ，A 1 ．M g - s i 合金的G P 区随M g 和 S i 含量比不同而形成两种不同的形态与结构，当原 子百分含量比M g ／S i 1 时，G P 区为M g s i ，呈细片状，其晶胞结构为 L 1 。型。这两类G P 区均在人工时效初期或自然时 效时大量细小均匀地析出。对于与基体完全共格的 L 1 。型G P 区，由于形成初期应变能对该区的影响非 常小，因此，界面能在其形成过程中就起到了很大的 作用。然而，目前对它的研究主要集中在实验与工 艺之上⋯，而实验中出现的一些现象的研究并没有 深入到原子成键这一层面。 运用基于P a u l i n g 的价键理论和能带理论建立 的固体与分子经验电子理论一1 ，选取室温和4 2 3 K 的时效温度下 即选取文献[ 6 ] 的两种时效温度 ， 收稿日期2 0 0 9 一0 3 2 4 基金项目安徽1 二程大学青年基金资助项目 2 0 0 6 Y Q 0 2 8 作者简介王庆松 1 9 8 0 一 ．男。安徽芜湖市人．讲师．硕士．主要从 事材料微结构与力学性能等方面的研究。 对A l - M g S i 合金G P L 1 。型，下同 价电子结构进行 计算，揭示了G P 区原子键与合金强化、自身形状及 热稳定性之间的关系，并结合硬球模型，对以上两种 时效温度下G P 区与基体之间的界面能进行预测。 1 结构模型 合金基体A l 为面心立方结构，晶胞结构如图l 所示，晶格常数在室温下为0 ．4 0 4 9 6 n m 【l 引。A l 的线 膨胀系数在2 9 3 8 7 3 K 温度范围内是2 8 ．9 l O 。6 K 一‘川。由线膨胀系数的定义式‘1 可知点阵常数 与温度的关系式如式 1 所示，其中口。是室温下的 点阵常数，6 是线膨胀系数，口是某温度下的点阵常 数。当温度为4 2 3 K 时，计算可得A l 晶胞的点阵常 数口 O ．4 0 6 4 2 n m 。 口 口o [ 1 6 r 一2 9 8 ．1 5 ] 1 图l纯A I 晶胞 F i g ．1 P u 聘A Ic e l l 对于M g 和S i 原子百分含量比大于l 的A 1 ．M g ． S i 合金，经固溶淬火后，M g 和S i 原子通过基体空位 等缺陷扩散，在基体{ 1 0 0 } 面上沿某一 方向 交替排列。均匀地析出与基体完全共格的细小片状 万方数据 2 有色金属 第6 3 卷 G P 区，它与A l 基体的位相关系为∞1 1 0 0 G P ／／ 1 0 0 A l ，它在厚度上是单层的，宽约2 ．5 n m ，长小于 3 0 n m ，其原子排列模型见文献哺1 ，晶胞结构如图2 所示。这种L l 。型G P 区晶胞的晶格常数 室温 由 实验及第一原理修正给出，口。 O ．4 0 8 n m ，c o 0 ．3 9 5 n m [ 6 ‘“ 。 对于由M g 和s i 原子构成的G P 区，M g 单晶为 六角密排结构，其线膨胀系数副在2 8 8 ～4 9 8 K 温度 范围内沿口轴为2 7 ．1 l O “K ～，沿c 轴为2 4 ．3 1 0 “K ～，而S i 单晶为面心立方结构，其线膨胀系数 极小，在此可忽略不计。对于L l 。型G P 区，由于M g 和S i 原子呈立方密排交替结构，故G P 区在某温度 下的点阵常数，在其口轴方向上的线膨胀系可取M g 单晶沿口轴的线膨胀系值，在其c 轴方向上的线膨 胀系可取M g 单晶沿n 轴的线膨胀系的一半，代入 1 式计算得出4 2 3 K 时口 0 ．4 0 9 3 8 n m ，c 0 ．3 9 56 7 。图3 为G P 区晶胞中以M g 原子为中心形 成的配位多面体。 图2G P 区晶胞及键络 F i g ．2 G P ∞n ec e l l 帅db o n d 8 图3G P 区的配位多面体 F i 昏3P p o l y h e d m no f G P 加眦 2 计算方法 2 ．1 价电子结构计算方法 按照E E T 理论引，原子的共价电子是分布在连 接最近邻、次近邻以及a 近邻原子的键上。各键上 共价电子对数 即键级n 。 与键距D 几。 之间的关 系由键距公式 2 给出，这里R 是单键半径，卢按文 献[ 9 ] 中的取值选取，晶胞内的共价电子数可以写 成方程 3 ，式中矗。和后分别为晶胞中A 和B 原子 个数，，l 。4 和n 。8 分别为A 和日原子的共价电子数对 数。L 为n 。键级的等同键数，各等同键数的选取可 依照文献[ 9 ，1 3 一1 4 ] 的作法来确定。 D ，l 。 R R 口一卢l g n 。 2 K I n c ‘ K 2 n c 8 ∑，。n 。 3 由于各晶胞的结构已确定，室温下的晶格常数 及其线膨胀系数均已确定，因此，运用键距差 B L D 方法建立，1 ．方程，参见文献[ 9 ，1 3 ] 的求解步骤，联 立方程 2 和方程 3 方程组，可在实验时效温度下 逐个计算各晶胞中原子的价电子结构。 2 ．2 键能及界面能的计算方法 2 ．2 ．1键能的计算方法。晶体中由2 个同种原子 形成的共价键的键能计算公式由文献[ 9 ] 给出，具 体表示为式 4 ，式中a 表示键名 或键序 ；n 。表 示a 键上的共价电子对数；D n 。 表示a 键的键距； ，表示键上的共价电子的成键能力，具体计算方法 参见文献[ 9 ] ；6 是参数，其物理意义是电子对核电 荷的屏蔽作用系数，取值由文献[ 9 ] 给出，6 ． 1 9 ．1 4 k J n n l ／m o l ，6 M E 1 9 ．1 4 k J n m ／m o l ，6 鞑 1 3 ．7 7 k J n m ／m o l 。 E 。 6 ，n ／D n 。 4 晶体中由2 个异类原子形成的共价键，该键的 共价键键能表达式∽1 为式 5 ，式中n 。和D n 。 的 意义与由相同原子形成的共价键键能表达式中相应 因子的含义相同；宦为2 个异类原子屏蔽作用系数 的几何平均，即B ．。 6 A 6 曰 “2 ，而异类原子的成 键能力凡矗 卢声 “2 。 E 日 曰 B F 。n 。／D n 。 5 2 ．2 ．2 界面能的计算方法。从表面被破坏的结合 键数，可以近似地计算出表面能引。利用前面计算 的价电子结构的结果，结合硬球模型6 ‘，则可以在 一级近似下计算出合金相的表面能。形成表面能的 原因可以看成是最靠近表面的那层原子丧失了与它 近邻原子的部分键合。例如，仅考虑最近邻与次近 邻的情况，则对于面心结构的{ 1 0 0 } 面上的原子就 失去它1 2 个最近邻中的4 个和次近邻中的3 个，即 每个表面原子都有4 个最近邻键和3 个次近邻键 “断键”。若原子成键的键能为E ．，则每个键使原子 结合能降低E ．／2 ，因此，表面原子处的位能比体内 的原子位能要高。若该原子所占的表面面积为s ， 万方数据 第2 期王庆松等A l - M g - S i 合金G P 区的键络结构与界面能分析 3 则单位表面能为∑E 。／ 2 S ，∑E 。为各断键的键能 之和，详细说明见文献[ 1 7 ] 。 由于该合金G P 区与基体形成完全共格的界 面，所以界面能中结构项几乎为零，故只需要计算其 化学项的界面能。在价电子结构计算的基础上，应 用硬球模型引计算界面能，相界面能在一级近似下 可近似等于组成界面的两相的单位面积能量之差， 即界面能是相对于两个完全共格相邻表面的单位面 积表面能量之差，如 6 式所示。由于假设表面的 键强度和内部体积的相同，所以这一结果仅是近似。 y 1 2 7 l y 2 3计算结果与分析 3 ．1 价电子结构的计算 计算取值为参考文献[ 6 ] 的实验结果，即A 1 ． 1 ．6 ％M 9 2 S i 的合金分别在自然时效 2 9 8 ．1 5 K 和 4 2 3 K 的人工时效后形成的基体A l 与L l 。型G P 区。 表l 和表2 分别列出了室温和4 2 3 K 下基体A l 的价 电子结构及对应的键能值，表3 和表4 分别列出了 室温和4 2 3 K 下G P 区的价电子结构及对应的键能 值，对应的各种键型如图2 所示。 6 表1室温下纯A I 晶胞的价电子结构 T a b l e1V a l e n c ee l e c t m ns t r u c t u r eo fA lc e l lu n d e rm o mt e m p e m t u r e 注口o O ．4 0 4 9 6 n m ；矿 4 ；n 。 2 ．5 2 9 6 ；R 1 0 ．1 1 9 0 n m ；卢 0 ．0 7 l n m ；s I 2 9 8 ．1 5 K O ．1 6 3 9 9 n m 2 。 表24 2 3 K 时的纯A l 晶胞的价电子结构 T a b l e2V a l e n c ee l e c t m n8 t Ⅲc t u 弛o fA lc e l lu n d e r4 2 3K 注4 2 3 K 时，口 O ．4 0 6 4 2 n m ；矿 4 ；n 。 2 ．5 2 9 6 ；置 1 0 ．1 1 9 0 n m ；卢 O ．0 7 l n m ；s l 4 2 3 K O ．1 6 5 1 8 n m 2 。 表3室温下G P 区晶胞的价电子结构 T a b l e3V a I e n c ee l e c t m n8 t 川c t u 陀o fG Pz o n eu n d e rm o mt e m p e m t u 聆 注d o O ．4 0 8 n m ；。o 0 ．3 9 5 n m 。M g 矿_ - 3 ；n 。 1 ．3 0 2 2 ；R 1 O 1 2 5 8 0 n m 。S i 口＆ 5 ；n 。 3 - 9 0 4 0 ；R 1 O 1 1 7 0 n m ；卢 O 0 6 2 4 n m ； S 2 2 9 8 ．1 5 K O ．1 6 1 1 6 n m 2 。 表4G P 区晶胞在4 2 3 K 时的的价电子结构 T a b l e4V a l e n c ee l e c t r o ns t r u c t u mo fG Pz o n eu n d e r4 2 3K 键名，aD ．。／n mD 。／n mn 。△D 。。／n mE 。／ k J m o I _ 1 D M ‘．M - ～ 4O ．2 8 9 4 8O ．2 8 9 1 20 ．2 5 8 7 0O ．0 0 0 3 52 6 ．6 6 7 5 9 D M _ ．s t “ 1 6O ．2 8 4 6 7O ．2 8 4 3 20 ．2 2 4 0 20 ．0 0 0 3 5 2 2 ．4 2 2 5 6 D s “。 “c 4O ．2 8 9 4 80 ．2 8 9 1 2 0 ．1 3 7 2 0O ．0 0 0 3 51 2 ．8 9 4 7 3 D M ‘．M l “D 20 ．3 9 5 6 70 ．3 9 5 3 2 0 ．0 0 5 “O ．0 0 0 3 50 ．4 2 5 0 l D M I ．M - “g 40 ．4 0 9 3 80 ．4 0 9 0 3O ．0 0 3 4 40 ．0 0 0 3 50 ．2 5 0 6 3 D m “， 2O ．3 9 5 6 7O ．3 9 5 3 2O ．0 0 2 9 9O ．O 0 0 3 50 ．2 0 5 5 l D s ”i “c 40 ．4 0 9 3 8O ．4 0 9 0 3O ．o o l 8 20 ．0 0 0 3 5O ．1 2 1 1 9 注4 2 3 K 时，口 0 ．4 0 9 3 8 n m ．c 0 ．3 9 5 6 7 。M g 盯- ． 3 ；n 。 1 ．3 0 2 2 ；R 1 O ．1 2 5 8 0 n m 。S i 矿尉 5 ；n 。 3 ．9 0 4 0 ；尺 1 O ．1 1 7 0 n m ；卢篁 0 ．0 6 3 9 n m ；S 2 4 2 3 K 0 ．1 6 1 9 8 n m 2 。 由实验可知№“川，在自然时效或人工时效初期，合金的时效硬化开始于G P 区的形成。从表3 万方数据 4有色金属 第6 3 卷 和表4 可以看出，G P 区最强键 M g M g 键 的共价 电子对数分别为O ．2 6 1 5 5 和0 ．2 5 8 7 0 ，次强键 M g s i 键 上的共价电子对数分别为0 ．2 2 3 6 6 和0 ．2 2 4 0 2 ， 均多于相应温度下基体A l 最强键的共价电子对数 0 ．2 0 8 5 7 和0 ．2 0 8 6 l 见表l 和表2 ，说明有序的 ．G P 区具有较强的共价键络，由于G P 区与基体完全 共格，当大量的G P 区脱溶析出就会提升合金整体 键强，阻碍位错运动，因而使得合金的强度得到明显 提高，即出现时效硬化作用。 由文献哺。’1 8 1 可知，该合金在自然时效或人工 时效初期，均形成细片状L l 。型G P 区。然而，G P 区 形成片状与M g M g 原子结合能力有内在联系。从 表3 和表4 可以看出，G P 区中M g ．M g 原子之间的 键合最强 共价电子对数分别为O ．2 6 1 5 5 和 0 ．2 5 8 7 0 ，共价电子对数远超过相应温度下的次强 键M g S i 键 共价电子对数分别为O ．2 2 3 6 6 和 0 ．2 2 4 0 2 。这表明，在G P 区时效的形成和生长过 程中，M g M g 原子通过空位、位错等缺陷始终易于优 先结合，见图3 ，从而促使G P 区水平生长。可以预 测，若M g - S i 键最强，则G P 区将易于形成球状。 另外，从表l ～表4 可以看出，当温度从室温 2 9 8 ．1 5 K 升高到4 2 3 K 后，基体A l 最强键上的共 价电子对数变化不明显，但G P 区最强键即M g - M g 键上的共价电子对数明显减少，从0 ．2 6 1 5 5 减到 0 ．2 5 8 7 0 ，表明原子之间的结合力减弱，这说明G P 区随温度升高，G P 区热稳定性变差。这一计算结果 与文献[ 6 ，1 8 1 9 ] 的结论相一致，文献[ 6 ，1 8 一1 9 ] 认 为，当温度高于3 9 8 K 时，G P 区稳定性降低。故要 使G P 区成为该合金综合性能的强化相，通常在较 低温度下进行时效。 3 ．2 界面能的计算 对于L l 。型G P 区，与A l 基体的位相关系为 1 0 0 。，／／ 1 0 0 小根据上表中各键的键能值，运用 硬球模型，可分别计算室温和4 2 3 K 下G P 区与基体 A l 的界面能。 当纯A l 晶胞的 1 0 0 面为其表面时，在一级近 似下，若只考虑最近邻和次近邻的共价键，有4 条最 强键和3 条次强键被“割断”，则其表面能为y 。 l ／ 2 4 E 。 3 E 刖 ／s ．，其中s ，为 J 晶胞 1 0 0 面的面 积，S 。 n 2 。代入不同温度下m 晶胞的晶格常数，计 算得出S l 搠．眦 0 ．1 6 3 9 9 砌2 ，s l 4 幻t 0 ．1 6 5 1 8 n m 2 ， 代入表l 和表2 中A l 晶胞的键能值，可得A I 1 0 0 面的表面能分别为3 ．1 5 2 8 9 l O ”I 【J m o l ～m - 2 室温 和3 ．1 1 9 1 6 1 0 “k J m o l ～m 。 4 3 2 K 。 当G P 区晶胞的 1 0 0 面为其表面时，在一级近 似下，若只考虑最近邻和次近邻的共价键，有l 条a 键 M g - M g 、2 条b 键 M g - S i 、1 条c 键 s i - s i 等最 近邻键和1 ．5 条e 键 M g M g 、1 ．5 条g 键 s i S i 被“割断”，见图2 ，则其表面能为％ l ／2 E ． 2 E 舵 E 。 1 ．5 ％ 1 ．5 E c ／S 2 ，其中．s 2 为G P 区晶 胞 1 0 0 面的面积，S 口c 。代人不同温度下G P 区晶胞的晶格常数，计算得出S 。蚰．。⋯ 0 ．1 6 1 1 6 n m 2 ，S 2 c 4 2 3 K 0 ．1 6 1 9 8 n m 。，代人表3 和表4 中G P 区晶胞的各对应键能值，可得G P 区 1 0 0 面 的表面能分别为2 ．6 4 7 6 3 1 0 2 0k J m o l ～m 。2 室温 和2 ．6 2 2 7 2 1 0 ”k J m o l ～m 。2 4 3 2 K 。 因此，根据 6 式可计算出G P 区与基体A l 的 界面能。r 2 9 8 ．1 5 K 时，y 1 2 0 ．5 0 5 2 6 1 0 ”k J m o l - 。m ～ 8 3 ．9 3 0 m J m ～。r 4 2 3 K 时，y 1 2 0 ．4 9 6 4 4 1 0 2 0k J m o l ～m ～ 8 2 ．4 6 5 m J m ～。 时效温度分别为2 9 8 ．1 5 K 和4 2 3 K 下，L l 。型G P 区 与基体之间的界面能计算值分别为8 3 ．9 3 0 m J m 。2 和8 2 ．4 6 5 m J m ～，即界面能随温度升高稍有减小， 仅有基体晶粒间界面能3 2 4 m J m 。副约四分之 一，界面能阻力很小，有利于G P 区的形核及长大。 然而，这种方法仅是一种近似计算方法，也没有 考虑实际情况中存在的晶体缺陷，因而并不是完全 精确的结果，但文献[ 2 0 - 2 1 ] 采用此方法计算结合能 与界面能，得出的结果均与实验数值匹配得很好，可 以说明，关于界面能的计算结果可为进一步理论研 究作参考，也为计算复杂体系的表面能和共格界面 能提供了一种简单易行的估算方法。 4结论 结合温度对晶格常数的影响，运用E E T 理论， 对不同温度下的基体与G P 区的价电子结构进行了 计算，在此基础上根据硬球模型对G P 区与基体之 间的界面能进行了预测。 G P 区的最强键 M g M g 键 与次强键 M g S i 键 均明显强于基体A l 的最强键，起到提高合金整 体共价键络强度的作用，从而使合金的强度硬度明 显提升。G P 区中最近邻键M g - M g 键比M g S i 键要 强，表明时效过程中M g M g 原子易于优先结合，从 而促使G P 区水平生长，形成片状。G P 区在低温下 更稳定，是由于其共价键络在低温时更强的缘故。 L l 。型G P 区与基体之间的界面能随温度升高稍有 减小，仅有基体晶粒间界面能3 2 4 m J m ‘2 约l ／4 ， 这对G P 区脱溶析出和成长有利。 万方数据 第2 期王庆松等A l M g S i 合金G P 区的键络结构与界面能分析 5 参考文献 [ 1 ] E d w a r d 8GA ，s “u e rK ，D u n l o pGL ，e ta 1 ．T h eP r e c i p i t i o ns e q u e n c ei nA l - M g - S ia u o y B [ J ] ．A c t aM a t e r ，1 9 9 8 。4 6 1 1 3 8 9 3 3 9 0 1 ． [ 2 ] A n d e 指e nsJ ，M a r i o a r acD ，F r 0 8 e t hA ，e ta 1 ．c r y 8 t a lB t m c t u r eo ft h eo r t h o r h o m b i cu 2 - A 1 4M9 4S i 4p r e c i p i t a t ei nt h eA l - M g S i a l l o ys y 8 t e ma n di t Br e l a t i o nt ot h e 卢’a n d 卢”p h a s e 8 [ J ] ．M a t e r i a l Bs c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g 。2 0 0 5 ，A 3 9 0 7 1 2 7 一1 3 8 ． [ 3 ] A n d e r 8GF ，R a g n v a l dH ．B o n d i n gi nM g s ia n dA l - M g - S ic o m p o u n d 8 陀l e v a n tt oA l - M g - s ia l l o y 8 [ J ] ．P h y B i c a lR e v i e wB ，2 0 0 3 ， 6 7 4 2 2 4 1 0 6 2 2 4 1 1 7 ． [ 4 ] V i 8 8 e 玛R ，v a nH u i 8MA ，J a n 8 e nJ ，e ta 1 ．T h ec r y 8 t a lB t r u c t u 陀o f t h e 母’p h a 8 ei nA l - M g s ia l l o y 8 [ J ] ．A c t aM a t e r i a l i a ，2 0 0 7 ， ．5 5 1 1 3 8 1 5 3 8 2 3 ． [ 5 ] M a r i o a r acD ，A n d e 飓e nSJ ，J a n 8 e nJ ，e ta 1 ．A t o m i cm o d e lf o rG P z o n e 8i nA 6 0 8 2A l - M g - s i8 y s t e m [ J ] ．A c t aM a t e r 。2 0 0 l ，4 9 6 3 2 l 一3 2 8 ． [ 6 ] M s t 8 u d aK ，G a m a d aH ，F u j i iK ，e t8 1 ．H i g h - r e s o l u t i o ne l e c t m nm i c r 0 8 c o p yo nt h es t m c t u 陀o fG P2 0 n e 8i na nA l - 1 ．6 ％M 9 2S i a l l o y [ J ] ．M e t a u u r g i c a la n dM a t e r i a l 8T r a n 8 a c t i o n s ，1 9 9 8 ，2 9 A 3 1 1 6 l 1 1 6 7 ． [ 7 ] R a v ic ，w o l v e r t o nc ．F i 玛t p r i n c i p I e 8s t u d yo fc r y 8 t a l8 t r I l c t u r ea n ds t a b i l i t yo f A l M g - S i - c u p r e c i p i t a t e 8 [ J ] ．A c t aM a t e r i a l i 8 ， 2 0 0 4 ，5 2 4 4 2 1 3 4 2 2 7 ． [ 8 ] s u s h a n t aK u m a rP a n i g m h i ，J a y a g a n t h a nR ．As t u d yo nt h em e c h a n i c a lp m p e r t i e 8o fc r y o m l l e dA l M g s ia l l o y [ J ] ． M a t e r i a l 8 S c i e n c ea n dE n g i n e e r i n gA ，2 0 0 8 ，4 8 0 9 2 9 9 3 0 5 ． 9 ] 1 0 l l 1 2 1 3 1 4 张瑞林．固体与分子经验电子理论[ M ] ．长春吉林科学技术出版社，1 9 9 3 2 9 7 3 ． 蒙多尔福LF ．铝合金的组织与性能[ M ] ．肖纪美译．北京冶金工业出版社，1 9 8 4 2 0 0 一4 0 0 ． 徐京娟，邓志煜，张同俊．金属物理性能分析[ M ] ．上海上海科学技术出版社，1 9 8 8 9 4 ． 张玉龙，赵中魁．实用轻金属手册[ M ] ．北京化学工业出版社，2 0 0 6 2 7 2 ． 刘志林，李志林，刘伟东．界面电子结构与界面性能[ M ] ．北京科学出版社，2 0 0 2 3 0 一1 8 4 ． G A 0Y i n g j u n ，B a nD o n g - m e i ，H 8 nY o n g ．j i a n ，e ta 1 ．A t o m i cb o n d i n ga n dp r o p e n i e 8o fA l - M g - z r - s ca l l o y[ J ] ． T r a n 8 N o n f e 肿u sM e tS o cC h i n a ，2 0 0 4 ，1 4 5 9 2 2 9 2 7 ． 肖纪美．合金的相与相变[ M ] ．北京冶金工业出版社。1 9 8 7 5 3 5 6 ． F i n n i 8Mw ．A8 i m p l ee m p i r i c a lN - b o d yp o t e n “a lf o rt r a n s i t i o nm e t a l s [ J ] ．P h i lM a gA ，1 9 8 4 ，5 0 1 4 5 5 5 ． 冯端．金属物理学 第一卷 [ M ] ．北京科学出版社。1 9 8 7 4 1 6 4 6 1 ． M a r i o a mcD ，A n d e 碍e nsJ ，J a n 8 e nJ ，e ta 1 ．T h ei n f l u e n c eo ft e m p e m t u 弛a n d8 t o m g et i m ea tR To nn u c l e a t i o no ft h eB ”p h a 8 e i na6 0 8 2A l M g - s ia l l o y [ J 】．A c t aM a t e r i a l i a ，2 0 0 3 ，5 l 3 7 8 9 7 9 6 ． ‘ [ 1 9 ] v a nH u i 8MA ，c h e nJH ，s l u i t e rM HF ，e ta J ．P h a B eB t a b i I i t ya n d8 t m c t u m lf e a t u 陀so fm a t r i x - e m b e d d e dh a r d e n i n gp 弛c i p i t a t e 8 i nA l M g s ia l l o y 8i nt h ee a r l y8 t a g e so fe v o l u t i o n [ J ] ．A c t aM a t e r i a l i a ，2 0 0 7 ，5 5 6 2 1 8 3 2 1 9 9 ． [ 2 0 ] 高英俊。陈振华，黄培云，等．有序A l - “金属间化合物的电子结构与结合性能[ J ] ．中国有色金属学报，1 9 9 7 。7 4 1 4 1 一1 4 4 ． [ 2 1 ] 韩永剑，常素玲，高英俊．A l - z n 合金c P 区的价电子结构及界面能[ J ] ．有色金属，2 0 0 5 ，5 7 2 1 4 ． A n a l y s I sO fB o n dS t r u c t u r e so fG PZ o n ei nA l - M g - S iA U o ya n dI n t e r f h c i a lE n e r g y W A N GQ t n g - s o n g ．z H E N GF n - l m n g ．W A N cX t n g - l 讥．S H E N GY o n g 。J I A N GA n C o n e g eo ， ，口t I l l e m D t 洒口n dP 伽洒，．4 n I | l 越踟觇“ 盼矿n c ．I I n o Z o 彰口，l dS c 如，l c e ，肌舰2 4 l O o o ，A ，l J l 以，m 讯口 A b s t r a c t T h ev a l e n c ee l e c t r o n8 t 1 1 l c t u r e 8o ft h eG Pz o n eo fL 1o f o 咖i nA l M g - S ia U o ya r ec a l c u l a t e db yu s i n ge m p i r i c a l e l e c t m nt h e o r ri n8 0 l i da n dm o l e c u l e 8 E E T ．A n dt h ei n t e I f a c i a le n e r g yb e t w e e nG Pz o n ea n dm a t r i xi 8p r e d i c t e d b yu 8 i n go ft h eh 8 r d b a l lm o d e l ． T h e 弛s u l t 8s h o wt h a tt h e8 t m n gc o v a l e n c eb o n d - n e ti nt h eG Pz o n ei st h em a j o r c a u s eo f8 t r e n g t h e n i n gf o rm a t r i x ．T h em a x i m a lt e n d e n c yt ot h eu n i t eb e t w e e nM ga n dM g8 t o m Bi nG Pz o n ec a u B e d G Pz o n et od e V e l o pi n t o p l a t e ． T h ed e c l i n eo fh e a t 8 t a b i l i t yo ft h eG Pz o n ei 8b e c a u 8 eo ft h ew e a k e n i n go fa t o m b o n d i n gw i t ht h ei n c r e a s eo ft h ea g i n gt e m p e r a t u r e ． A n dt h el o w e ri n t e r f h c i a le n e r g yb e t w e e nG Pz o n ea n dm a t r i xi 8 b e n e f i c i a lt og r o w t ho fG Pz o n e ． K e y w o r d s m e t a lm a t e r i a l ；A l M g - S ia l l o y ；G Pz o n e ；V a l e n c ee l e c t r o ns t r I l c t u 她；i n t e r f a c i a le n e r g y 责任编辑张振健 万方数据
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