Al-Mg-Si合金亚稳相晶体结构和热力学性质的原子尺度模拟

本项目拟通过第一性原理和经验多体势耦合的方法，原子尺度上研究温度对Al-Mg-Si合金析出β''(Mg5Si6)，β'(Mg9Si5)，U1(Al2MgSi2)和U2(Al4Mg4Si4) 等四种关键亚稳相晶体结构和热力学性质的影响。(1)第一性原理总能法计算绝对零度下关键亚稳相的晶体结构、能量关系、弹性、电荷密度分布等性质。(2)利用第一性原理计算结果辅助构建Si与Al和Mg等金属元素间的经验多体势。(3)分别基于第一性原理和新构建经验多体势，进行晶格动力学结合准谐和近似计算，研究关键亚稳相有限温度下的自由能和其它热力学性质，两者所得结果相互验证。(4)对关键亚稳相进行基于新构建经验多体势的分子动力学模拟，统计径向分布函数，结构因子，点缺陷，均方位移等结构信息。本项目完成后将为Si与金属元素间的大规模原子尺度模拟提供简便可行的方法，并为Al-Mg-Si合金热力学性能调控提供理论参考。