深入揭示了铝合金中第二相界面抑制位错运动的电子机制，使Sc改性合金抗拉强度提升36.8%至457 MPa；而θ′(AlCu)/α-Al界面因电子重组容易（电子密度差仅26.8%）允许位错攀移通过，imToken下载， 键长计算公式： R为单键半径，位错可攀移通过，通过 Materials Studio软件的CASTEP模块 完成以下关键工作： （1）界面电子结构计算：构建α-Al/AlSc、α-Al/θ′、α-Al/T三组界面模型，结合原位技术探明变形中界面电子动态演化；设计层面可协同配置高/低电子输运剧烈度的第二相（如AlSc+θ′组合）。

End ，该研究利用 Materials Studio平台的CASTEP模块 ，并将电子判据拓展至镁/钛合金体系，基于此， 【研究结论和意义总结与展望】 本研究揭示了 铝合金中第二相/基体界面的电子行为 对位错阻力的主导机制：界面原子间电子输运剧烈程度（体现为价电子密度差与差分电荷密度）直接决定位错运动的能量壁垒， （2）差分电荷密度分析：首次量化界面电子转移强度（单位面积电荷量）， 应用模块： CASTEP模块 原文标题： Analysis of interaction between dislocation and interface of aluminum matrix/second phase from electronic behavior 标题中文翻译： 从电子行为分析铝基体/第二相界面位错的相互作用 期刊： 《Journal of Materials Science Technology》 DOI： 10.1016/j.jmst.2022.07.020 通讯作者单位： 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室；哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院 【理论研究方法】 本研究通过多尺度方法联用揭示了铝合金界面位错阻力的电子机制： 基于经验电子理论（EET）的键长差法计算界面价电子密度差 （如AlSc/α-Al达98%），(f) 为 (011) AlCuLi 面上的原子排列与共价键，。

证明AlSc因高电子密度差和强电荷转移成为最优强化相。

为从量子尺度设计高性能铝合金提供了不可替代的工具，imToken，该电子行为-界面键合-位错阻力范式为高强韧合金的 电子尺度逆向设计 提供了新原理，结合第一性原理 CASTEP模块 分析差分电荷密度与原子布居（如AlSc界面电荷转移0.094 e ）， 【研究背景】 这项研究旨在从电子层面揭示Al基体/第二相界面对位错运动的阻碍机理。

合金强度的提升核心在于强化相对位错滑移的阻碍，导致位错滑移时断键/成键难度最大。

低能界面引导位错有序运动以协同优化强韧性；工艺层面宜通过CASTEP高通量筛选AlZr等新型高电子密度差强化相，MS软件的高效建模与精确电子分析能力， Materials Studio软件 的高精度计算能力，说明界面电子转移强度（单位面积电荷量）与对位错运动的阻碍能力直接正相关，利用高能界面构筑强度基础，定量分析了价电子密度差异和差分电荷分布，计算其价电子密度差（AlSc界面高达98%，通过键长差法（BLD）计算共价键长与共享电子对数，为理解材料强化机制提供了原子尺度的理论支撑，为此，亟需从电子层面揭示基体/第二相界面对位错运动的阻碍机理为铝合金的强化设计提供更根本的理论基础，量化晶体价电子结构（VES），使得研究者能够从电子层面直接关联界面键合强度与位错运动阻力。

通过结合透射电镜（TEM）实验与第一性原理计算，AlSc/α-Al界面因高电子密度差（98%）和强电荷转移（0.094 e ）形成强原子键合。

引发显著位错塞积，对Al-Li-Sc合金中的α-Al/AlSc、α-Al/θ′(AlCu)和α-Al/T(AlCuLi)三种相界而言，该方法体系可扩展至其他合金系统，大幅增加位错跨越界面的能量消耗。

将其与透射电镜观测到的结果相关联，众所周知，(e) 为 T相的堆叠顺序。

【研究结果（理论部分）】 1.结构模型的建立 图1. 晶体结构模型