Al₃BC颗粒

强界面结合促形核

第一性原理计算证实Al₃BC颗粒可作为α-Mg晶粒的异质形核核心，其B端接HCP2堆垛界面具有最高粘附功和最低界面能，通过界面掺杂Al、Ca、Ti可进一步增强形核能力，为高效镁基复合材料的晶粒细化提供理论选材依据。

Wang, Mingjie · Jingwen, Sun · Shuaiyi, Li · Yichao, Meng · 郑红星 · Yin, Zhi · Fu, Yizheng · Yijie, Zhang

Surfaces and Interfaces 2024

技术优势

界面结合最强

B端接HCP2堆垛构型下，Mg-p与B-p轨道间形成显著共价键，界面粘附功最高、界面能最低。

掺杂再降界面能

在界面引入Al、Ca或Ti可进一步提高粘附功并降低界面能，积极促进Mg基体形核。

识别不利掺杂元素

界面引入Sn和Zn会提高界面能，对Al₃BC在Mg基体上的形核不利，应避免此类掺杂。

应用场景

• 镁基复合材料：用Al₃BC颗粒作为形核剂细化晶粒，提高力学性能。
• 晶粒细化剂：作为异质形核核心，促进α-Mg晶粒细化。
• 镁合金：为镁合金提供高效形核剂，改善铸造组织。
• 金属基复合材料：作为增强颗粒与基体的界面优化，提升复合材料性能。