硅对Fe2Al5稳定性的影响及Zn-Al-Si-Fe相平衡的研究

热浸镀锌铝合金由于具有优异的耐腐蚀性能而得到广泛应用。稳定的Fe2Al5层的出现是获得高性能镀层的关键。硅在浸镀过程中起着关键作用。本研究首先基于第一性原理计算，从能量的角度分析硅对Fe2Al5晶体的稳定作用及其择优代位。采用不同实验方法和分子动力学模拟研究硅对铝和铁在Fe2Al5中的扩散系数的影响。结合镀层生长动力学的实验，研究含硅Fe2Al5对Fe-Al，Fe-Zn反应的抑制作用，并澄清合金镀层中中间相的种类及形成顺序，研究不同条件下Fe2Al5和FeAl3生长动力学。实验测定Zn-Al-Si-Fe四元体系相平衡，利用CALPHAD技术，获得该体系中每个相的热力学模型参数和液相面的准确描述。结合热力学和动力学两方面的研究结果，系统探讨热浸镀锌铝合金中硅的作用机理。这些工作的开展有利于积累锌基合金的热力学和动力学基础数据，具有很大的学术和应用价值，对促进我国镀锌工业的发展有重要意义。