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从电子层次上研究合金元素的合金化行为,探讨其对Mg-Al合金力学性能的影响是十分必要的。本文以余氏EET理论及其与程氏改进的TFD理论的结合为理论基础,计算了主要合金元素在Mg-Al合金中形成的固溶相、第二相及相界面的价电子结构,分析了价电子结构与固溶强化、第二相强化、界面强化和晶粒细化的关系。研究结果归纳如下:1.计算了Mg-Al-Y、Mg-Al-Nd两种固溶相的价电子结构,根据相结构因子nA和ρVC给出的信息,指出了合金元素提高基体强度的微观机制。2.计算了主要强化相的价电子结构,分析了强化相的键络结构。第二相的最强键共价电子对数nA值最大为AA l4Cen =0.69694,最小为AM g2Can =0.30245,它们均远大于基体α-Mg的nA值( nAα?Mg=0.11233)。第二相的存在极大的钉扎了基体中位错的运动、有效阻碍了晶界和相界移动,使合金的强度提高。3.定义了新的相结构因子-单位体积成键能力FV,用它来衡量结构单元成键能力,评价合金体系的稳定性。通过与γ-Mg17Al12相(γ-Mg17Al12FV =44.22)比较,了解各强化相的稳定性,其中Al3Nd的FV值最大,在高温状态下能够有效的阻碍位错的运动和晶体滑移的产生,对合金高温蠕变性能的提高起到重要作用。4.计算了Al2Ca(111)//α-Mg( 112 1)、Mg2Ca(001)//α-Mg(0001)与Mg3Sb2(001)//α-Mg( 101 0)、γ-Mg17(Al,Sb)12(110)//α-Mg(0001)界面价电子结构及其结合因子—共价电子密度ρ、界面电子密度差Δρ和原子状态组数σ。强化相与基体界面的电子密度差均较大,其产生的界面强化和晶粒细化的效果较好,更能有效的提高合金的工作温度。5.初步分析了晶粒细化的微观机制,即稀土元素增加了液态合金中邻近原子间键合强度,使其成键原子无法参与到其它晶粒长大过程中,并且本身长大过程也因其它原子的束缚而变慢,进而使基体的形核率增加,晶粒长大的速度变慢,晶粒得以细化。