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Pb-Mg-Al合金腐蚀机理的电子理论研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:0
  • 页码:046101-1-046101-5
  • 语言:中文
  • 分类:O471.5[理学—半导体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093, [2]昆明理工大学云南省新材料制备与加工重点实验室,昆明650093
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:50871049)资助的课题
  • 相关项目:铅-硼-X化合物核屏蔽材料强化机制
中文摘要:

为了了解Pb-Mg-Al合金腐蚀的物理本质,本文采用基于第一性原理的赝势平面波方法系统地计算了Pb-Mg-Al合金中各物相的结合能、费米能级和局域态密度等电子结构参数,分析了合金的电化学腐蚀机理.计算结果表明:Pb-Mg-Al合金中各主要组成物相稳定性大小关系为Mg_(17)Al_(12)〉Mg_2Pb〉Mg;Mg,Mg_2Pb和Mg_(17)Al_(12)的费米能级存在E_f(Mg)〉E_f(Mg_2Pb)〉E_f(Mg_(17)Al_(12))的关系,说明Mg最容易失去电子,Mg_2Pb次之,Mg_(17)Al_(12)最难;局域态密度表明,在同样的外界条件下,体系中Mg相和Mg_2Pb相对于Mg_(17)Al_(12)均处于不稳定的状态,容易失去电子,即容易发生腐蚀.Pb-Mg-Al合金体系中不同物相的费米能级差构成了电化学腐蚀的电动势,导致电子从费米能级高的Mg相和Mg_2Pb相流向费米能级低的Mg_(17)Al_(12)相,使Pb-Mg-Al合金发生腐蚀.

英文摘要:

The cohesive energies,Fermi energies and local density of states(LDOS) are calculated by the first-principles based on pseu- dopotential plane wave method in this paper to investigate the physical nature of corrosion of Pb-Mg-Al alloy.The mechanism of electrochemical corrosion is analyzed according to the calculated electronic structure parameters.The results show that the stable phase in Pb-Mg-Al alloy is Mg_(17)Al_(12)Mg_2PbMg.The Fermi energy(E_f) values of these phases with E_f(Mg)E_f(Mg_2Pb)E_f (Mg_(17)Al_(12)) indicate that Mg is most likely to lose electrons while Mg_(17)Al_(12) is difficult.LDOS result reveals that Mg and Mg_2Pb phases are unstable compared with Mg_(17)Al_(12) in the same external conditions,they are more likely to lose electrons and easier to corrod. The difference in Fermi energy between different phases in Pb-Mg-Al alloy forms the electrodynamic force of the electrochemical corrosion,which leads electrons to flow from the Mg and Mg_2Pb phases with higher Fermi energy to Mg_(17)Al_(12) phase with lower Fermi energy,further to corrode in Pb-Mg-Al alloy.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876