1。1 镁合金的性质

纯Mg因密度小质量轻质地软，使其在结构材料中的应用受到严重限制，因此，在生活生产中我们主要用镁合金，镁合金的优越的性质如下[2-6]：

    (1) 通常用到的镁合金的密度比纯镁大，但是也仅为钢的四分之一，Al的三分之二。镁合金的比强度也非常高，仅比塑料纤维的低一些，比Al合金和钢要高很多，但其比刚度是一般纤维塑料的10倍之多，和Al合金、钢等相差不多。

(2) 镁合金具有很高的阻尼性能，AD91Z型镁合金在应力为20MPa的情况下会使阻尼衰减系数降低20个百分点,在同样的承重压力下，镁合金的抗震抗压为Ti合金的300-500倍，为Al的100多倍。因此选择Mg合金做承重抗压等结构材料，可以极大的降低噪声和振动带来的影响。

    (3) 镁合金的弹性模量较低，受到外力冲击时，在一定的弹性范围内，镁合金可以有效地让外加应力分散的更均匀，这可以有效地避免材料表面的应力集中，保护材料。因此镁合金非常适合做承受高负荷的结构材料及各种容易收猛烈冲击的大型机器的零部件。 

    (4) 镁合金具有很好的导热性能，在家电中的应用非常广泛，它可以将电器内部热量传导到外面，降低产品温度避免局部过热，延长电器产品的使用寿命。

(5) 镁合金因其极为优越的铸造性能使它在铸造工艺领域被广泛使用，被铸造成型的刀具使用寿命长，切割阻尼小等优点，是最容易被加工成型的金属材料之一。

    (6) 镁合金优异的电磁屏蔽性能远远大于钢、铝等传统材料，使其起到了更好的阻碍电磁波干扰的作用，更加适用于现今的国防事业，还可以通过屏蔽靠近人体的手机外壳、电脑外壳等的电磁干扰以达到益于人类健康的事业的作用。论文网

(7) 镁合金属于金属，具有100%的回收可能，节约成本无污染，符合新世纪发展目标“走可持续发展路线”的要求。

    但与其他发展成熟的金属相比，镁合金的研究和发展还很不充分，应用也不是很广泛。镁合金的某些性能虽然较纯镁提高了很多，但比其他金属合金还差很多，例如强度和塑性都比Al要低，其耐高温性能也比较差，抗蠕变性能在受到高温时会大大降低，这是镁合金的应用受到限制。为解决这一问题，科学家们在Mg中加入稀土元素Y形成Mg-Y合金来提高它的力学性能[7]。

1。2 含Y镁合金研究进展

 1。3 本论文研究内容及目的

近些年的实验研究表明，当添加少量稀土元素钇后，镁合金各种力学性能能得到到大幅提升。稀土元素（RE）在保留镁合金本身的高比强度、较低密度、良好的比刚性以及较高弹性模量等优点的同时，还可以改善镁合金的蠕变性能和拉伸性能以及铸造性能。构建HCP结构纯镁<10-10>、<11-20>基面与<11-23>锥面滑移面的广义层错结构[24-26]，并绘制纯Mg与Mg-Y合金的广义层错能曲线，通过比较来讨论镁中加入钇后其力学性能的改变。由于实验设备和技术本身的限制，研究人员都是在不同的条件下进行实验，从而得到的信息也不够完整，由于具体的实验条件不同，导致不同研究人员给出的理论解释也不尽相同。因此，为了更准确更全面的了解稀土元素钇对镁合金力学性能的影响，借助计算机模拟是一种省时省力的好方法。

本文利用第一性原理的方法可以将金属在变形过程中的能量与位置联系起来，揭示原子沿不同路径滑移的难易程度，从而解释合金元素钇对镁合金力学性能的影响。

本研究工作拟研究加入合金元素钇后镁合金沿不同滑移系的层错能变化，从而解释其力学性能提高的微观机理。主要包括以下三个方面的内容：