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Mg是密度比较小的金属材料,密度仅有Al的2/3,铁的1/4左右,是比较重要的轻型材料之一。由于材料比较轻,从而使Mg及其合金在轻量化方面具有难以替代的地位。另外,Mg合金的比强度、比刚度也非常高,具有易于回收利用的优良特性,使它在航天、汽车的领域应用非常广泛。然而,Mg及Mg合金是密排六方结构(HCP),它的对称性低(c/a= 1.624),能够滑移的面少,常温下只有基面提供的两个独立滑移系,不能达到Von-Mises准则中五个独立滑移系的需求。因此导致在常温下Mg合金的可塑性差,不易变形,这就限制了它的应用。另外,Mg是比较活泼的金属,导致它的抗腐蚀能力差,虽然Mg合金的比强度较高,但仍然比Al合金强度要低,因此研究Mg合金塑性变形的本质,寻找改善变形Mg合金塑性和韧性的方法,提高Mg合金抗腐蚀能力,为最终Mg合金开发、设计以及加工提供理论指导具有重要的意义。本文主要运用基于密度泛函的第一性原理,利用VASP软件计算了 Mg单晶、Mg-Al、Mg-Zn、Mg-Mn二元合金和Mg-Al-Zn三元合金中的层错能。首先计算了基面不同尺寸超胞的本征层错能和不稳定层错能,确定采用1×2×12的超胞进行计算。计算了 Mg单晶的4个主要的滑移面(基面(0001}<1120>、柱面{1010}<1120>以及Ⅰ型锥面{1011}<1120>和Ⅱ型锥面{1122}<1123>)的广义层错能、电荷密度和态密度,分析发现基面最易滑移,Ⅱ型锥面最难滑移,柱面和Ⅰ型锥面滑移难度相差不大。并利用电荷密度图和态密度图分析了不同轨道之间电子的杂化现象。另外由于元素掺杂可以提高镁合金的塑性,因此本文计算了 Al、Zn、Mn原子分别替位掺杂Mg原子后的层错能、电荷密度和态密度,分析发现Zn元素最能降低层错能,Mn次之,Al最差,并通过电荷密度图和态密度图分析了 Mg-Al、Mg-Zn合金电子的转移和轨道的杂化现象。利用广义层错能权重模型,计算各滑移面的平均层错能。最后本文计算了 Mg-Al-Zn三元Mg合金的层错能,由于双元素替位掺杂的位置较多,因此本文首先通过确定含有32个原子的Mg-Al-Zn合金的形成焓确定元素的掺杂位置,再计算了 Mg-Al-Zn三元Mg合金的广义层错能,分析发现Mg-Al-Zn三元Mg合金的层错能低于Mg-Al、Mg-Zn合金,因此Mg-Al-Zn合金具有更好的塑性。