, Россия
В данной работе представлено компьютерное моделирование механических свойств, таких как константы и модули упругости, а также собственная твердость Al, Al3X и AlX3, имеющих структуру кристаллической решетки типа L12. Для описания энергии взаимодействия в металлах и сплавах использовался полуэмпирический межатомный потенциал Саттона-Чена. Моделирование проводилось с использованием метода оптимизации геометрии с помощью программы General Utility Lattice Program (GULP) 5.1. Из шести различных исследованных сплавов самую высокую внутреннюю твердость имеет AlAg3, а наименьшую–CuAl3. Полученные данные показывают, что сплавы на основе алюминия имеют более высокие значения механических характеристик, чем чистый металлический алюминий. Значения механических характеристик сплавов косвенно пропорциональны процентному содержанию алюминия в данной системе сплавов. Работа также подтверждает, что процентное содержание алюминия в системах сплавов оказывает значительное влияние на механические свойства.
объемный модуль, модуль сдвига, постоянная упругости, собственная твердость
1. Karaköse, E. Structural investigations of mechanical properties of Al based rapidly solidified alloys / E. Karaköse, M. Keskin // Materials & Design. – 2011. – Vol. 3, № 10. – P. 4970–4979.
2. Abdo, S.H. Alloying elements effects on electrical conductivity and mechanical properties of newly fabricated Al based alloys produced by conventional casting process / S.H. Abdo, H.A. Seikh, A.J. Mohammed, M.S. Soliman // Materials. – 2021. – Vol. 14, № 14. – P. 3971.
3. Guan, Y.Z. First-principles study on alloying stability, electronic structure, and mechanicalvproperties of Al-based intermetallics / Y.Z. Guan, H.Y. Zhang, W. Li // Physica B: Condensed Matter. – 2011. – Vol. 406, № 5. – P. 1149–1153.
4. Tian, T. Ab initio calculations on elastic properties in L12 structure Al3X and X3Al type (X = transition or main group metal) intermetallic compounds / T. Tian, X.F. Wang, W. Li // Solid state communications. – 2013. – Vol. 156. – P. 69–75.
5. Kart, H.H. Physical properties of Cu nanoparticles: A molecular dynamics study / H.H. Kart, H. Yildirim, S.O. Kart, T. Çagin // Materials Chemistry and Physics. – 2014. – Vol. 147, № 1-2. – P. 204–212.
6. Kart, H.H. Thermal and mechanical properties of Cu–Au intermetallic alloys / H.H. Kart, M. Tomak, T. Çagin // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. – 2005. – Vol. 13, № 5. – P. 657–669.
7. Desta, O.G. The Effect of High Hydrostatic Pressure on the Mechanical Properties of the Binary Alloys of the System AuAg3, AgAu3 and their Components Using Computer Simulation / O.G. Desta, M.I. Bykova, Yu.K. Timoshenko //Journal of Computer Science & Computational Mathematics. – 2021. – Vol. 11, № 4. – DOI: 10.20967/jcscm.2021.04.001.
8. Gale, Julian D. General Utility Lattice Program (GULP). Version 5.1 / Julian D. Gale. – Australia: Curtin University, 2020. – 180 p.
9. Januszko, A. Phonon spectra and temperature variation of bulk properties of Cu, Ag, Au and Pt using Sutton–Chen and modified Sutton–Chen potentials / A. Januszko, S.K. Bose // Journal of Physics and Chemistry of Solids. – 2015. – Vol. 82. – P. 67–75.
10. Kart, Ö. Phonon dispersions and elastic constants of disordered Pd–Ni alloys / S. Ö. Kart, M. Tomak, T. Çagın // Physica B: Condensed Matter. – 2005. – Vol. 355, № 1-4. – P. 382–391.
11. Ozgen, S. Molecular dynamics simulation of solidification kinetics of aluminium using Sutton-Chen version of EAM / S. Ozgen, E. Duruk // Materials Letters. – 2004. – Vol. 58, № 6. – P. 1071–1075.
12. Tian, T. Ab initio calculations on elastic properties in L12 structure Al3X and X3Al type (X = transition or main group metal) intermetallic compounds / T. Tian, X. F. Wang, W. Li // Solid state communications. – 2013. – Vol. 156. – P. 69–75.
13. Gale, J.D. The general utility lattice program (GULP) / J.D. Gale, L.A. Rohl // Molecular Simulation. – 2003. – Vol. 29, № 5. – P. 291-341.
14. Rafii-Tabar, H. Long-range Finnis-Sinclair potentials for fcc metallic alloys / H. Rafii-Tabar, A.P. Sulton // Philosophical Magazine Letters. – 1991. – Vol. 63, № 4. – P. 217–224.
15. Kong, G. Structural stability, elastic and thermodynamic properties of Au-Cu alloys from first principles calculations / G. Kong, X. Ma, Q. Liu et al. // Physica B: Condensed Matter. – 2018. – Vol. 533. – P. 58-62.
16. Musa, S.M. Computational Finite Element Methods in Nanotechnology / S.M. Musa. – CRC Press, 2012. – 640 p.
