电场对Al-Li-Mg合金吉布斯自由能的影响

图1为460K电场作用下Al、Mg、Li单原子的吉布斯自由能变化趋势。在电场作用下，不同元素的吉布斯自由能曲线具有相同的变化趋势：它们关于电场的零点不对称。不同元素的吉布斯自由能有不同的极值区。在极值区附近，曲线有震荡，不是平滑的曲线。由于振动原因尚不明确，暂时不讨论振动问题。三种元素中，Li的吉布斯自由能极值区最接近零电场，其次是Mg和Al的吉布斯自由能极区。同时，各元素对电场的敏感性不同。在三个计算元素中，在正电场下，Al的吉布斯自由能最敏感，其次是Li和Mg的吉布斯自由能，负电场下，灵敏度依次为Li、Al、Mg。

图1 Al、Mg和Li在460 K时的吉布斯自由能曲线：(a)具有线性坐标的原子吉布斯自由能；(b)具有对数坐标^[1]。

图2为Al₃Li及其元素A1和Li在800K电场下的吉布斯自由能对比。

图3 Al₃Li在800K时的吉布斯自由能曲线：(a)吉布斯自由能与线性坐标；(b)用对数坐标^[1]。

图2(a)中A1₃Li及其元素在电场作用下的吉布斯自由能关于电场零点不对称。Al的Gibbs自由能在电场中比Li更敏感。在负电场下，Li的吉布斯自由能值高于Al，如果负电场增大，A1的吉布斯自由能值将高于Li。从图2(b)可以看出，Li的吉布斯自由能极值区比Al更接近于零电场，这与单原子的相同。

图3为A1₃Li及其元素A1和Li在460 K电场下的吉布斯自由能对比图。在图3(a)中，A1₃Li及其元素在电场下的吉布斯自由能关于零点对称电场。Al的Gibbs自由能在电场中比Li更敏感。随着电场的增加，曲线之间的差异变大。从图3(b)可以看出，A1₃Li及其元素的吉布斯自由能在电场中具有相同的极值区域。

图3 Al₃Li在460 K时的吉布斯自由能曲线：(a)吉布斯自由能与线性坐标；(b)用对数坐标^[1]。

[1] Zhang J , Chen Z , Wang Y , et al. Calculation of electric field effects on the Gibbs free energy of the Al-Li-Mg alloy[J]. 稀有金属：英文版, 2007, 26(5):7.