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摘要：镁合金是一种非常重要的金属结构材料，由于镁合金是质量最小的合金、具有高比强度、良好的减震性能等优点，现代工业中有着非常广泛的应用。近些年的实验表明，在镁中加入合金元素后，镁合金材料的综合力学性能便得到了很大的提升。因此我们要研究各种合金元素加入镁合金后性能改善方面进行具体全面的研究。在本论文中，利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，讨论加入稀土元素元素前后镁合金沿不同滑移系滑移的广义层错能曲线的变化，揭示其提高力学性能的原因，进一步引导实验，为进一步设计高力学性能的镁合金材料，提供理论依据。

关键词 镁合金第一性原理计算力学性能

毕业设计说明书外文摘要

Title Effect of alloy elements on the mechanical Properties of magnesium alloy

Abstract：Magnesium alloy is a very important metal-structure material.the magnesium alloy is  the smallest quality alloy, with high specific strength, good shock absorption performance, etc.So this alloy will be widely used in the future. Experiments in recent years have shown that the comprehensive mechanical properties of magnesium alloy materials have been greatly improved by adding alloying elements to magnesium. Therefore, it is necessary to systematically study the effect of various elements on the mechanical properties of magnesium alloy. The first principle calculation method based on density functional theory is used in this paper, we discuss the differences of generalized stacking fault energy curve of Mg and Mg-RE alloy along  the different slip systems, revealing the reason that improving mechanical properties of magnesium alloy. Further guide experiments, resulting in more efficient design of the mechanical properties of magnesium alloy.

Keywords  Magnesium alloy  First-principles calculation    Mechanical properties

目 次

1引言 1

1.1镁合金的性质 1

1.2镁合金强化原理 2

1.3镁合金及其合金化 2

1.4含稀土元素镁合金发展概况 3

1.5本论文研究内容及目的 5

2理论研究方法 6

2.1第一性原理计算 6

2.2密度泛函理论的介绍 6

2.3交换关联泛函 7

3计算模型设计和实验结果分析 11

3.1计算模型 11

3.2基面广义平面层错能曲线 13

3.3锥面滑移的广义层错能曲线 15

结 论 19

致 谢 21

参考文献 23

1 引言

镁是一种质量较轻但具有很好延展性的白色金属，属于IIA族元素，Mg的相对原子质量为24.31，其原子半径为0.32Å,晶格常数在常温常压下分别为a=3.29Å，c=5.21Å，c/a=1.58，具有比强度高，弹性模量大，散热性好，导电性能好的特点，且为密排六方结构，其滑移系数量有限，Mg的主要滑移方式是基面滑移<11-20>{0001}，其中镁的常见滑移面<0001>、 (责任编辑：qin)