含Ｓｉ量大于５０ｗｔ．％的Ａ１．Ｓｉ合金，初晶Ｓｉ反常粗大，导致难以使用。超高

　　本文使用高倍视频金相显微镜（ＨＳＶＭ）、电子探针显微剖析仪（ＥＰＭＡ）、

　　扫描电镜（ＳＥＭ）、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）、差式扫描量热仪（ＤＳＣ）、高温熔体

　　规则；选用高性能核算软件ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｔｕｄｉｏ，用第一性原理研讨了超高硅

　　铝合金细化进程中涉及到的几种物相：ＴｉＣ、ＡｌＰ、Ｓｉ和Ａｌ，研讨了这４种

　　发现选用新式Ｓｉ．２０Ｐ中心合金能够有用细化含Ｓｉ量在３０．７０ｗｔ．％规模

　　的铝合金，使初晶Ｓｉ尺度由２－６ｍｍ细化至３０．５０ｐｍ。在Ｓｊ含量到达５０ｗｔ．％

　　５０ｗｔ．％时，细化所需求的最小过热度△‰ｉ。小于１００Ｋ（ＡＴｍｉ。＝Ｔｍｍ．ＴＬ，Ｔｍｉ。

　　为临界细化温度，孔为液相线温度）；而当Ｓｉ含量大于５０ｗｔ．％时，细化所

　　仪研讨了ＡＩ．５０Ｓｉ合金熔体微观结构随温度的改变，发现上述骤变现象与其

　　７０ｗｔ．％的铝合金。一种是选用Ｓｉ．２０Ｐ中心合金细化，并依据实验数据得出

　　子形核的原理，选用Ｓｉ．２０Ｐ中心合金和恰当配比的Ａ１．Ｔｉ０２一Ｃ粉末压块体

　　度１００Ｋ左右。在细化后的初晶Ｓｉ内部观察到ＴｉＣ／ＡｌＰ复合粒子，剖析了

　　ＡＩ．Ｔｉ０２．Ｃ混合粉在熔体中的反响进程以及原位生成的ＴｉＣ粒子与ＡｌＰ的相

　　进程。（１）该中心合金中的ＳｉＰ与铝熔体产生反响生成颗粒状的ＡｌＰ聚集体，

　　随保温时刻延伸颗粒状ＡｌＰ产生分散并长大为条状；（２）熔体阅历高温今后，

　　条状ＡｌＰ产生溶解，凝结后分出成短针状。ＡｌＰ在Ａ１．Ｓｉ合金中或许的存在

　　晶Ｓｉ的色彩根本共同。用差热剖析仪对细化前后的ＡＩ．５０Ｓｉ合金进行剖析

　　研讨了ＡＬＰ（１００）、（１１０）署Ｉ（１“）面原子层数从２层到６层改变时外表能

　　的改变，ＡｌＰ的（１００）、（１１０）和（１１１）面别离到达３、４、５层今后，外表能即

　　（１１１）外表能次之，（１１０）外表能最小。６层ＡＬＰ（１１１）面在弛豫后，外表朝向

　　而Ａｌ原子地点的方位电子密度有所增加。ＡＩＰ（１１１）面在弛豫后，费米能附

　　研讨了ＡＩＰ／Ｓｉ界面结合能的巨细，发现同一晶面结合时，Ｐ．Ｓｉ比Ａ１．Ｓｉ

　　后更安稳。因为ＡｌＰ存在极性外表和非极性外表，这对ＡＩＰ／Ｓｉ的界面影响

　　和Ｓｉ组合的类型。极性ＡＩＰ外表与Ｓｉ构成Ａ１．Ｓｉ结合界面时，费米面邻近

　　Ｓｉ原子在Ｓｉ．Ａｌ结合时将得到电子，而在Ｓｉ—Ｐ结合时将失掉电子。在各种

　　界面结合中，起主导作用的是Ｓｉ．Ａｌ或Ｓｉ．Ｐ共价键。当Ａｌ或Ｐ原子不是直

　　键结合，有时以三键结合，Ｓｉ．Ａ１结合则均是以单键结合。Ｓｉ与Ｐ成键时的

　　界面的结合：［１１０］Ｓｉ／／［１１２】Ａｌ，【１０３］Ｓｉ／／［１１０］Ａｌ，得出第二种界面结合能更高，

　　散布，得出Ａ１．Ｓｉ之间出现较弱的共价键，界面处的Ａｌ原子与Ｓｉ原子成单

　　是研讨了ＴｉＣ／ＡｌＰ界面，得出它们的界面构成需求吸收很多的能量，即ＴｉＣ

　　ｗｈｉｃｈｓｉｌｉｃｏｎｃｏｎｔｅｎｔｉｓｂｅｌｏｗ３０ｗｔ．％．ｂｕｔｆｅｗ

　　ｓｐｅｃｉａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，Ｓｉ－ｈｉｇｈ

　　ｇｏｏｄａｂｒａｓｉｏｎ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｈａｒｄｎｅｓｓ．Ｕｐ

　　Ｓｉｉｓｂｅｌｉｅｖｅｄｔｏｂｅｄｕｅｔｏｌｏｗｍｉｓｍａｔｃｈｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏ

　　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｉＳａｂｓｅｎｔ．

　　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＯＭ），ｅｌｅｃｔｒｏｎｐｒｏｂｅｍｉｃｒｏ－ａｎａｌｙｚｅｒ（ＥＰＭＡ），ｓｃａｎｎｉｎｇ

　　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｃａｎｎｉｎｇｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ（ＤＳＣ）ａｎｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

　　ｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒｅｔｃ．ｎｌｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ，ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｔｕｄｉｏ，Ｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅ

　　ｗｈｅｎＳｉｃｏｎｔｅｎｔｒｅａｃｈｅｓ５０％ｉｎｔｈｅｍｅｌｔ．ＴｈｅｍｉｎｉｍａｌｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇｄｅｇｒｅｅＡｒｍｉｎ

　　（△％ｉｎｉｓｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍｉｎｉｍａｌｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＴｍｉｎａｎｄｔｈｅ

　　ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｉｓａｂｏｕｔ２６０Ｋｗｈｅｎｓｉｌｉｃｏｎｃｏｎｔｅｎｔ

　　ｆｏｒｔｈｅｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｉｓｄｕｅｔｏｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅｌｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｓｈｏｒｔ

　　Ｋ．Ｓｉｌｉｃｏｎａｔｏｍｓｈａｖｅｉｎｔｅｎｓｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｆｏｒｃｅａｔｔｈｅｌｏｗ

　　ｍｅｔｈｏｄＷａｓｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆＳｉ・ ・ ２０Ｐ ｍａｓｔｅｒ

　　ＰａｔｏｍｓｄｉｆｆｕｓｅｉｎｔｏｔｈｅｍｅｌｔｗｈｅｎｔｈｅＳｉ一２０Ｐｍａｓｔｅｒ

　　ｆｏｒｍｓ．ＴｈｅｃｏａｒｓｅＡｌＰｓｔｉｃｋｓｂｅｃｏｍｅｓｎｅｅｄｌｅ－ｌｉｋｅｏｒ

　　Ｃａｎｒｅａｃｔｗｉｔｈｗａｔｅｒｉｎｔｈｅａｉｒ ＳＯｔｈｅａｃｔｕａｌＡｌＰ

　　ｗｈｉｃｈｈａｓｎｏｔｂｅｅｎｏｂｓｅｒｖｅｄｕｎｔｉｌｎｏｗ．ＴｈｅｏｘｉｄｉｚｅｄＡｌＰｎｕｃｌｅｉ

　　ｌａｙｅｒｓｏｆＡＩＰ（１００），（１１０）ａｎｄ（１１１）ｓｕｒｆａｃｅ

　　ｄｅｃｒｅａｓｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｒｅｌａｘａｔｉｏｎ．ＴｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｄｅｎｓｉｔｙａｔＰａｔｏｍｉｃ

　　ｌｅｖｅｌｄｅｃｒｅａｓｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｒｅｌａｘａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓｍｏｒｅ

　　ｅｌｅｃｔｒｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｂｏｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｒｅａｌｌｖａｒｉｅｄ

　　１）ｓｕｒｆａｃｅ．ＤＯＳｏｆＡｌＰｓｕｒｆａｃｅｉＳｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｂｕｌｋＡｌＰ

　　ｐｅａｋｓｂｅｃｏｍｅｎａｒｒｏｗｅｒａｎｄｈｉｇｈｅｒ．ＤｉｆｆｅｒｅｎｔＡｌＰｓｕｒｆａｃｅｓ

　　ａｔＦｅｒｍｉｌｅｖｅｌ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓｔｏ ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆ

　　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｎｕｍｂｅｒｏｆａｔｏｍｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ

　　ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓｔｏｍｅｔａｌｌｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．ＴｈｅＤＯＳｐｅａｋｓｏｆＡ１ａｔｏｍｓｏｎｔｈｅｏｕｔｍｏｓｔ

　　ａｔｔｈｅＦｅｒｍｉｌｅｖｅｌ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅ

　　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＡｌＰ（１１１）ｓｕｒｆａｃｅＷａｓｃｈｏｏｓｅｄａｓａｎ

　　ＡＩ—ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄｓｕｒｆａｃｅｉｓｍｏｒｅｓｔａｂｌｅｔｈａｎｔｈｅＰ—ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄｓｕｒｆａｃｅａｔ

　　ｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆ△∥ＡＪ（么斗Ａｌ＝ｆｌＡＩ－∥Ａｌ

　　ＡｌＰ（１００）／Ｓｉ（１００），ＡＬＰ（１１０）／Ｓｉ（１１０）ａｎｄＡＬＰ（１

　　ａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｆａｖｏｕｒａｂｌｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ｃａｎｂｅｄｅｄｕｃｅｄｆｏｒ ｔｈｅｒｅａｓｏｎｔｈａｔ

　　ＡｌＰｓｕｒｆａｃｅｓｈａｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｏｔｈｅＡ１Ｐ／Ｓｉｉｎｔｅｒｆａｃｅ．

　　ＡｌＰｓｕｒｆａｃｅａｎｄＳｉｓｕｒｆａｃｅ．ＴｈｅＤＯＳｃｕｒｖｅｓｏｆｔｅｎｈａｖｅ