通过少量添加La来增强Al-Cu液态合金中的二十面体结构有序性

《Scripta Materialia》:Enhancement of icosahedral structural order in Al-Cu liquid alloy by minor La addition

【字体: 时间:2026年02月27日 来源:Scripta Materialia 5.6

编辑推荐:

  稀土元素在铝合金中的原子级作用机制研究

  
曹赛超 | 斯鲁蒂·桑格吉塔·杰纳 | 赵子龙 | 董照辉 | 周春英 | 陈继格 | 夏明旭 | 杨柯
中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源实验室,中国上海 201210

摘要

稀土元素通常被添加到铝合金中,通过形成金属间化合物来细化晶粒并提高机械性能。然而,控制这些化合物在凝固过程中形成的原子级机制仍不甚明了。在本研究中,利用同步辐射高能X射线衍射、第一性原理分子动力学和逆蒙特卡罗模拟方法对Al-Cu和Al-Cu-La液态合金进行了研究。分析了这两种液态合金的溶质-溶剂相互作用和原子结构,并进行了比较。结果表明,铝(Al)原子与镧(La)原子之间存在较强的亲和力;少量镧的添加显著增强了Al-Cu液态合金中的二十面体有序结构。此外,Al-Cu-La液态合金的局部原子排列与Al??La?晶体非常相似,为Al??La?相的成核提供了有利结构条件。这些发现揭示了镧在Al-Cu液态合金中的结构作用,并对Al??La?金属间化合物的形成机制提供了更深入的理解。

作者贡献声明

CRediT作者贡献声明

曹赛超:撰写初稿、方法设计、实验实施、资金申请、数据分析、概念构思。斯鲁蒂·桑格吉塔·杰纳:实验研究。赵子龙:方法设计。董照辉:方法设计。周春英:方法设计。陈继格:方法设计。夏明旭:撰写与编辑、实验监督、方法设计。杨柯:撰写与编辑、实验监督、方法设计、资金申请。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本工作得到了中国自然科学基金(项目编号:24ZR1473900)、中国科学院战略性先导科技专项(项目编号:XDA0410401)以及国家重点研发计划(项目编号:2024YFA1612900)的支持。同时,也得到了上海同步辐射光源的BL12SW(https://cstr.cn/31124.02.SSRF.BL12SW)、BL13HB1(https://cstr.cn/31124.02.SSRF.BL13HB1)光束线以及大数据科学中心(https://cstr.cn/31124.02.SSRF.BDSC)的支持。
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