《Al-Fe-Ni-Si四元系有序相的原子移動性和擴散生長模型》是依託中南大學，由杜勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Al-Fe-Ni-Si四元系有序相的原子移動性和擴散生長模型
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：杜勇
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Al合金廣泛套用於航空航天、汽車等領域。熱力學和擴散係數等熱物性參數是提升Al合金性能和開發新型Al合金的理論基礎。文獻中已有Al合金熱力學信息的大量報導，但有關其擴散係數的研究很少，缺乏獲得多元有序相擴散係數及其擴散描述的科學方法。本項目擬通集成實驗、第一性原理計算和擴散模擬，對Al-Fe-Ni-Si有序相的原子移動性和擴散生長模型進行研究：(1)研究一種由擴散偶樣品的新穎設計來測定三元相沿整個擴散通道擴散係數的新方法；(2)改善用第一性原理計算亞穩態原子移動性的現有方法；(3)擴展二元線性化合物的擴散生長模型到三元線性化合物並完善描述有序/無序相變對擴散係數影響的現有方法；(4)獲得Al-Fe-Ni-Si四元系有序相原子移動性參數，計算擴散係數隨成分和溫度的變化。研究工作的完成可望為多元有序相擴散係數及擴散生長描述提供一種可採納的科學方法，為新型Al合金設計提供重要的熱物性參數。
結題摘要
針對有關Al合金擴散係數報導稀少，缺乏獲得多元有序相擴散係數及其擴散描述的科學方法的研究現狀，本項目集成實驗、第一性原理計算及擴散模擬開展了如下研究工作：(1)採用XRD、EPMA、TEM、DTA對Al-Fe-Ni-Si四元系的相關係、相轉變及凝固微結構進行了實驗研究,並對構成該四元系的各二元系和三元系的相關係進行了細化，採用熱力學計算獲得了一套描述Al-Fe-Ni-Si四元系的熱力學參數，為Al-Fe-Ni-Si四元系擴散係數研究奠定熱力學基礎；(2)實驗測定了Fe-Si二元Bcc有序相的擴散係數和二元化合物的擴散生長規律；通過擴散動力學最佳化，獲得了Al-Fe-Ni-Si各二元系各有序相和化合物的原子移動性參數；(3)通過實驗和動力學計算研究了Al-Fe-Ni-Si各三元系有序相及三元線性化合物的擴散係數，並獲得了原子移動性參數；(4)在獲得的三元系各相的原子移動性參數基礎上計算獲得了四元相的擴散係數矩陣隨成分和溫度的變化關係及原子移動性參數，並構築了Al-Fe-Ni-Si四元系擴散動力學資料庫。研究工作的完成為多元有序相擴散係數及擴散生長提供了一種科學方法，並為新型Al合金實際提供重要熱物性參數。
