第一性原理计算在增强化合物中的应用

对于金属间化合物，研究人员一直关注镁合金的结构稳定性，这与其强化机制密切相关。首先，从热力学性质可以加深对镁合金中金属间化合物相稳定性的理解。如以前的文献所述，金属间化合物相的热力学稳定性可以用生成热焓ΔH来反映。生成热表示化合物的总能量与各组分的总能量之和与组成成比例的差值。

Huang等人研究了Mg-Al-Si合金中的Mg₁₇Al₁₂和Mg₂Si相的结构稳定性。计算得到的生成热焓与实验结果吻合较好，表明由于生成热较低，Mg₂Si具有比Mg₁₇Al₁₂更高的结构稳定性。此外，Duan等还研究了Mg₁₇Al₁₂和Mg₂Pb的结构稳定性，发现Mg₁₇Al₁₂相比Mg₂Pb相具有更高的结构稳定性。

最近，Liu等人报道了Mg₂X(X=Ca，Sr，Ba)Laves相的相对稳定性。他们的结果表明，Mg₂Ca和Mg₂Ba的生成热与已有的实验观测结果极为符合，而Mg₂sr的结果与以前的计算值很好地吻合。从计算的Mg₂X(X=Ca，Sr，Ba)相的生成热值可以看出，Mg₂Ca结构的生成热值最低，说明Mg₂Ca的结构稳定性最高，其次是Mg₂Sr和Mg₂Ba。Mg₂Ni相具有最高的结构稳定性，而Mg₂Sc相的结构稳定性最低。

根据第一性原理计算的金属间化合物相的理论生成热值与实验值相差不大。这是因为实验数据是在室温下测量的，而计算数据是在零温度和零压力下获得的。此外，生成热与相的键能密切相关，反映了成键能在相形成过程中的变化，一些研究人员还利用这一概念来预测新结构是否可以合成。

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