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摘要
采用基于密度泛函理论的第一性原理及实验相结合的方法,探讨了Al基体中分别掺杂Mg、Si、Cu合金元素对SiC/Al界面结合的影响,重点考察了合金元素在界面偏聚时的电子结构和成键情况。研究表明:在未掺杂Al/SiC体系界面结构优化时,以Si原子为终止面的Brigde结构是最稳定的结合方式;当合金元素分别替换界面处的Al原子后,界面处原子的分波态密度、Muliken电荷及成键原子集居数等电子结构参数均有不同程度的变化,这不仅增加了界面处Si与Al原子结合,同时也增强了界面处和亚界面处的Al基体和SiC增强相原子之间的相互作用,使体系更加稳定,界面黏着功均有不同提升;其中掺Mg提升效果最明显,其次为掺Cu和掺Si;利用第一性原理计算的掺杂Al/SiC体系黏着功和实验值较为接近且变化规律相同。
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