利用第一性原理研究界面性质

在镁合金中，不仅强化化合物相起着重要的作用，相界面也起着非常重要的作用。相界面可以被认为是两个不同相之间的连接，这在镁合金和其他合金或复合材料中非常常见。相界面的强度和可靠性对合金和复合材料的力学性能有着至关重要的影响。更坚固和更可靠的界面对应于更好的机械性能。对于镁合金来说，存在着大量的界面，这些界面对力学性能有着极其重要的影响。其中，最常见的界面是镁与非均质成核衬底之间的界面。近年来，研究人员从第一性原理的角度对这种界面进行了理论研究。

Li等人研究了Mg(0002)/Al₄C₃(0001)界面和Mg(0002)/Al₂CO(0001)界面。他们发现，这两个界面都是稳定的，Al₄C₃和Al₂CO颗粒可以作为α-Mg在镁-铝熔体中的有效异相形核基质。Wang等人研究了Mg(0002)/Al₂MgC₂(0001)界面的界面性质。结果表明，在含碳镁铝合金的凝固过程中，Al₂Mg₂/Al₂Mg₂界面较强，可能是α-Mg相的有效晶核。Xu等人对Mg(0001)/MgO(100)界面进行了第一性原理计算。结果表明，在固体镁中，镁(0001)/氧化镁(100)界面与镁-镁和镁-氧的堆积顺序都是稳定的，界面自由能是温度和尺寸的函数。回顾以往有关镁合金异质形核界面性质的文献，应当指出理想粘着功(Wad)和界面能(γ)是镁合金异质形核界面的两个关键参数。理想粘着功被定义为将界面分离成两个自由表面所需的可逆功，忽略了塑性自由度和扩散自由度。

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