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本研究通过实验和相图热力学优化获得了一套自洽的Al-Zn-Mg-Si热力学参数，并运用相图计算和凝固模拟进行高铝含量镀层合金的成分设计。
首先通过真空感应熔炼法制备了成分为17％Al-74.5％Zn-8.5％Mg的Al-Zn-Mg系合金以及五个Zn含量在57-67％变化的15％Al-Zn-Mg-6％Si系合金。平衡处理45天后，采用X射线衍射分析(XRD)、光学显微镜(OM)、电子显微镜和能谱分析仪(SEM-EDS)分别研究了以上合金铸态样和573K平衡态试样的相结构和组织形貌，并利用差示扫描热分析(DSC)测定了Al-Zn-Mg-Si四元合金的液固相转变温度，以此预测了合金的凝固过程并确定该体系正确的相关系，从而保证了评估所得Al-Zn-Mg-Si系热力学参数的可靠性。研究表明，该体系中没有检测到四元化合物的存在。XRD和SEM-EDS对合金573K平衡态的检测结果一致，15％Al-62％Zn-17％Mg-6％Si、15％Al-64.5％Zn-14.5％Mg-6％Si和15％Al-60％Zn-19％Mg-6％Si合金处于(Al)+(Si)+MgZn2+Mg2Si四相区，15％Al-67％Zn-12％Mg-6％Si合金处于(Al)+(Si)+MgZn2三相区，15％Al-57％Zn-22％Mg-6％Si合金处于(Al)+MgZn2+MgzSi三相区。
利用验证后的Mg-Si二元系，对Al-Mg-Si体系和Mg-Zn-Si体系进行相图热力学优化计算，评估得到的热力学参数与实验数据有良好的自洽性；由三元体系外推得到的Al-Zn-Mg-Si四元系的计算值与实验数据自洽性良好，验证了现有Al-Zn-Mg-Si四元系热力学参数的可靠性。
将Al-Zn-Mg-Si相图热力学计算运用于镀层合金的设计，计算结果与文献实验数据相吻合，均发现当Al/Zn=1.2-1.3，Mg和Si含量约在10％左右镀层合金性能最为理想。证实了所建立的热力学数据库的可靠性及CALPHAD技术运用于镀层合金镀层研究的可行性。通过相图计算，预测出几种耐蚀性能最优的铝锌镀层的成分配比分别为：70％Al-25％Zn-(3.22-4.63)％Mg-Si、65％Al-23％Zn-(6.31-9.58)％Mg-Si、8％Mg-4％Si-(56.65-69.78)％Al-Zn和3.4％Mg-1.6％Si-(55-70.36)％Al-Zn。