《表6 Yb,Zr和Al元素间的尺寸因素εr、电负性因素Nr和交互作用强度W》

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《"L1_2型Al_3(Yb,Zr)相结构的第一性原理计算和实验研究"》

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以Yb为溶剂元素，Zr和Al为溶质元素，分别计算Zr、Al原子与Yb的交互作用。Zr，Yb和Al元素的原子半径和电负性及其差值列于表6，计算出Yb元素与A1和Zr这2种元素的交互作用强度分别为4.03和1.73。由于Yb与Zr的交互作用强度很低，两者的交互作用弱，说明加入稀土Yb可促进Zr元素的固溶，提高Zr在铝基体中的固溶度，使得退火过程中含Zr和Yb的过饱和固溶体中析出的弥散相数量增加。此外，热力学研究表明，稀土元素与多数合金元素之间存在强烈的相互作用，相互之间可降低活度，影响在基体中的固溶度，有利于合金化[23]。通过第一性原理计算出L12结构Al3（Yb0.5，Zr0.5）的晶格常数a=0.410 51 nm，与铝的错配度为0.01，由此判断Al3（Yb0.5，Zr0.5）在铝中易以共格态形式析出。实验结果证实，Al-Zr-Yb合金退火后析出大量与基体共格的Al3（Yb，Zr）第二相粒子，这些第二粒子对位错、晶界具有钉扎作用，导致合金的硬度升高。Al-Zr-Yb合金500℃退火的峰值硬度为22.0 MPa，高于Al-Zr合金的峰值硬度（18.3 MPa）。