1、 构建大块金属镁的结构，先对其进行几何优化，得到稳定结构。

2、 构建沿基面滑移的层错结构，计算其广义层错能曲线。

3、 构建沿锥面滑移的层错结构，计算其广义层错能曲线。

2 理论研究方法

2。1 堆垛层错

堆垛层错是存在于晶体，在晶体中还存在一种点缺陷。当晶体的正常周期性堆垛顺序发生混乱或者错误排列时，就会导致原子在层错面两侧附近发生堆垛层错。如果我们用A来表示密排面，那么其紧邻的堆垛可能是B或C，这样，面心立方的堆垛顺序为ABCABC。。。，而密集六角的堆垛顺序为ABAB。。。

Frankel采用另一种符号来表示堆垛顺序：用△来表示顺ABC次序的堆垛顺序，▽来表示逆次序的堆垛顺序。因此，ABC的堆垛次序为△△，ABA的堆垛次序为△▽，面心立方的堆垛次序为△△△△。。。密集六角的堆垛次序为△▽△▽[27，28]。。。

2。2 层错能与广义层错能

层错是广义层状结构晶格中的一种面缺陷，它通过破坏晶体的周期完整性从而引起系统总能量的升高，致使系统由稳状态变为不稳定状态。形成单位面积层错所需要的额外能量即为层错能γ（J/m2）。根据经典动力学的分析，能量的差异主要来源于电子密度显著变化的区域，从电子差分图中可以发现，电子云只在层错附近发生了显著的变化，而在远离缺陷的区域，电子云几乎不变，这为粗略估算提供了可能性[29-31]。

广义层错能GSFE是将超胞两部分沿着位错面滑移到μ（ ）而得到的总能量E（μ）与超胞在μ=0（用公式编辑器）时得到的总能量E0的差值。计算公式如下：文献综述

    为了便于分析讨论位错结构以及滑移机制，本文研究了镁的广义层错能曲线。如下图2。1所示为纯镁基面和柱面的广义层错能面[32]。对于纯Mg的基面来说，沿着<10-10>滑移的不稳定层错能最低，因此<10-10>是最容易发生滑移的方向；对于纯Mg的棱柱面来说，沿着<11-20>方向滑移的不稳定层错能最低，因此该方向为纯Mg的柱面最容易产生滑移的方向。

图2。1（a）：Mg（0001）广义层错能面（b）：Mg(10-10)广义层错能面

2。3 滑移系

    镁中最简单的滑移系是基面滑移系{0001}<-12-10>,其次是棱柱滑移系{10-10}<-12-10>，两者都是<a>位错。接下来是具有<a>位错的棱锥面I1滑移系{10-11}<-12-10>，以及具有<a+c>型位错的锥面I1滑移系{10-11}<-1-123>，还有具有<a+c>型位错的锥面I2滑移系{11-22}<-1-123>。这些滑移系如图2。2所示。从概念上讲，即使在棱锥滑移面上添加<a>位错也不会使其沿c轴应变。所以，I1型和I2型<a+c>位错是非常重要的位错，依此可以建立5个独立的变形模式以便能符合一般材料的塑性变形机制。因此，锥面滑移系在镁的广义可塑性中起着至关重要的作用。

    HCP纯镁属于密排六方结构，HCP结构晶体常见的滑移面有4种，分别对应4个滑移系：图（a）对应的基面滑移系统为<11-20>{0001}、图（b）对应的棱柱面滑移系统为<11-20>{10-10}、图（c）对应的I1型棱锥面滑移系统为<11-20>{10-11}以及图（d）I2型棱锥面对应滑移系统为<11-20>{11-22}。基面滑移系统是4中滑移系中最常见的，在特定的条件下才会出现其他3种滑移系统。在晶体取向不利于基面滑移和柱面滑移以及晶体受到高应以作用时，在I1型棱锥面和I2型棱锥面上以 <11-23>为柏氏矢量的滑移系是可以发生滑移的[34]。