[发明专利]一种预定弹性模量Al-Ti-Zr合金材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种预定弹性Al‑Ti‑Zr合金材料的制备方法，属于材料研究方法及技术领域。该方法综合利用Calphad相图计算、第一性原理计算和真空电弧熔炼实验，通过建立Al‑Ti‑Zr体系的“原子排布‑合金成分‑合成温度‑相结构‑弹性模量”大数据库，可以快速获得目标弹性的Al‑Ti‑Zr合金的合金成分、合成温度及相组成信息，直接用于指导预定弹性的Al‑Ti‑Zr合金的制备。与传统材料设计方法相比，该方法的针对性和目的性更强，在建立起Al‑Ti‑Zr合金的大数据库之后，可以反复利用该数据库指导不同目标弹性的Al‑Ti‑Zr合金的制备，极大的节省了人力物力成本。

主权项

1.一种预定弹性模量Al‑Ti‑Zr合金材料的制备方法，包括以下步骤：(1)确定Al‑Ti‑Zr体系中不同相的点阵模型和热力学模型，通过第一性原理计算出相关端基组元的生成焓值作为输入值，耦合Calphad相图计算方法，再经过迭代计算得到Al‑Ti‑Zr体系的热力学参数并构建热力学数据库，从而计算出Al‑Ti‑Zr体系的相图；(2)利用第一性原理方法计算指定成分的Al‑Ti‑Zr合金材料的弹性常数矩阵，从而计算出体模量B和剪切模量GR，再利用经验公式计算得到Al‑Ti‑Zr合金材料的弹性模量E；(3)利用真空电弧熔炼实验方法制备指定成分的Al‑Ti‑Zr合金材料，再对其进行高分辨材料性能表征，得到合金成分、合成温度、相结构和弹性模量的实验数据；(4)对上述计算结果和实验结果进行相互关联并验证，构建合金成分‑合成温度‑相组成‑弹性模量的对应关系，建立起Al‑Ti‑Zr合金体系数据库；(5)根据Al‑Ti‑Zr合金材料的预定弹性模量，从所述Al‑Ti‑Zr合金体系数据库中得到其对应参数，最后制得所述Al‑Ti‑Zr合金材料。