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Ti, C, N在-Fe基中的合金化效应及对键合性质的影响

薛金祥 章日光 刘燕萍 王宝俊

Ti, C, N在-Fe基中的合金化效应及对键合性质的影响

薛金祥, 章日光, 刘燕萍, 王宝俊
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  • 基于第一性原理赝势平面波方法研究了合金元素Ti, C, N对-Fe基电子结构及键合性质的影响, 计算了含Ti, C, N的Fe基固溶体的总能量、结合能, 分析了态密度、电荷布居数、交叠布居数和电荷密度, 从理论上解释了在Fe基中固溶Ti, C, N后其性能改善的原因. 结果表明, 随着Fe基固溶体中Ti(012.5 at%), C(011.11 at%), N(011.11 at%)含量增加, 结合能略有增加; Ti, C, N的固溶使各Fe基固溶体在费米能级处强烈成键, 结合能力增强, 并且在费米能级附近出现赝能隙, 表明固溶体中金属键与共价键共存; 随着Ti, C, N含量的增加, C, N分别与Ti, Fe之间的共价键结合强度加强, 部分C, N原子会与Ti原子结合形成TiC, TiN颗粒, 起到沉积相颗粒强韧化作用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 20976115)和国家自然科学青年基金(批准号: 20906066)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-15
  • 修回日期:  2011-11-07
  • 刊出日期:  2012-06-05

Ti, C, N在-Fe基中的合金化效应及对键合性质的影响

  • 1. 太原理工大学机械工程学院, 太原 030024;
  • 2. 太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室, 太原 030024
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号: 20976115)和国家自然科学青年基金(批准号: 20906066)资助的课题.

摘要: 基于第一性原理赝势平面波方法研究了合金元素Ti, C, N对-Fe基电子结构及键合性质的影响, 计算了含Ti, C, N的Fe基固溶体的总能量、结合能, 分析了态密度、电荷布居数、交叠布居数和电荷密度, 从理论上解释了在Fe基中固溶Ti, C, N后其性能改善的原因. 结果表明, 随着Fe基固溶体中Ti(012.5 at%), C(011.11 at%), N(011.11 at%)含量增加, 结合能略有增加; Ti, C, N的固溶使各Fe基固溶体在费米能级处强烈成键, 结合能力增强, 并且在费米能级附近出现赝能隙, 表明固溶体中金属键与共价键共存; 随着Ti, C, N含量的增加, C, N分别与Ti, Fe之间的共价键结合强度加强, 部分C, N原子会与Ti原子结合形成TiC, TiN颗粒, 起到沉积相颗粒强韧化作用.

English Abstract

参考文献 (23)

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