轻质双相高熵合金Al20Li20Mg10Sc20Ti30热力学性质的第一性原理研究

作者：王玮; 杨锦; 丁凝; 陈晓桃; 唐壁玉^*

来源：过程工程学报, 2022, 22(03): 403-412.

• 高熵合金
• 结构稳定性
• 热力学性质
• 从头计算
• Debye-Grüneisen模型

采用特殊准随机结构(Special Quasi-random Structure,SQS)处理高熵合金固溶体的化学无序性，并基于密度泛函理论研究了具有面心立方(Face-centered Cubic,FCC)和密排六方(Hexagonal Close-packed,HCP)结构的Al20Li20Mg10Sc20Ti30高熵合金的结构稳定性和热力学性质。理论得到的两个相的晶格常数与实验测量值符合较好。两相中，由于HCP相具有较FCC相略大的体模量，因而其具有较好的抗压缩性能。由于计算得到的两个相在0 K时的形成焓都为小的正值，因而两个相都为热力学亚稳结构。采用Debye-Grüneisen模型研究了不同温度下两个相的热力学性质，结果表明两个相的体模量随温度的上升表现出缓慢的下降趋势，且HCP相的体模量大于FCC相，而FCC相具有更大的体积热膨胀系数。研究了两个相的熵(包括振动部分的贡献和电子部分的贡献)随温度的变化，结果表明在研究的温度范围内，HCP相比FCC相具有更大的熵，且两个相的熵的主要来源都为振动部分的贡献。

• 出版日期2022
• 单位化学化工学院; 广西大学