Zr元素对纯铝细化机理的电子理论研究

李飞^1,2，廖怡君¹，王旭¹，朱庆丰²，崔建忠²

1. 辽宁石油化工大学机械工程学院2. 东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室

摘 要：基于固体与分子经验电子理论（EET）,计算了Al-Zr合金熔体中相及相界面的价电子结构,获得了表征合金性能关系的价电子结构参数统计值,并利用这些参数讨论了Zr对纯铝晶粒细化的机理。结果表明:Zr对纯铝的细化机理可以追溯到熔体中Al3Zr与α-Al相晶面间的界面共价电子密度差的统计值Δρ′,即Δρ′<10%且Δρ′值越小,合金中的异质形核效应越好,晶粒细化效果越好。Δρ′值小（2.789 04%）的Al-Al原子团簇能较容易地被异质形核核心（Al₃Zr晶体）吸附,促进异质形核及晶粒细化作用;而Δρ′值大（15.698 70%）的Al-Zr原子团簇容易从异质晶核上脱离,削弱异质形核及晶粒细化效应。

关键词：Zr元素;纯铝;固体与分子经验电子理论;价电子结构;细化机理;