SiCp/Al基复合材料界面结合的第一性原理分析

作者：杨申欢; 刘翠霞^*; 刘孟宇; 杨浩邦

来源：西安工业大学学报, 2022, 42(03): 223-229.

DOI：10.16185/j.jxatu.edu.cn.2022.03.102

• SiCp/Al基复合材料
• 第一性原理
• 界面结合
• 界面成键类型

为了探究金属/陶瓷界面原子之间的相互作用，文中采用第一性原理计算方法研究SiCp/Al基复合材料低指数晶面的表面能，分析了Si和C端界面的形成焓、结合强度、断裂韧性、布居数以及界面成键类型，比较了顶位和桥位界面结合情况，分析了界面成键规律。研究结果表明：Al-C端顶位结合强度最高，界面形成焓值最小，断裂韧性最大，确定Al-C端顶位为最稳定的结合方式；Al-C顶位界面的C-Si共价键强度最高；Al-C端顶位界面的结合键表现出离子键和共价键的特性；并且在接近SiCp的Al基体中出现了强度比较高的金属键；而在Al-C端桥位界面、Al-Si端顶位界面中界面的结合键表现出共价键的特性；Al-Si端桥位界面的结合键更表现出金属键的特性。

• 单位
  西安工业大学; 材料与化工学院