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稀土元素在α-Fe和Fe3C中分配行为的第一性原理研究

熊辉辉 张慧宁

稀土元素在α-Fe和Fe3C中分配行为的第一性原理研究

熊辉辉, 张慧宁
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  • 基于密度泛函理论的第一性原理,采用分配焓研究了Sc,Y,Ce和La四种稀土元素在α-Fe和Fe3C之间的分配行为,并讨论了稀土合金渗碳体的平均重叠布居数和态密度.研究结果表明:α-Fe和Fe3C中的稀土元素均呈现一定的反铁磁性.在铁磁态和无磁态时这些稀土的分配焓均为负,说明了它们更容易分配并固溶于渗碳体,且使渗碳体中Fe–C共价键和Fe–Fe金属键增强,从而提高了渗碳体的稳定性;此外,Sc更容易占据渗碳体中Fe的4c位置,而Y,Ce和La更容易置换渗碳体中的8d位置,与平均重叠布居数和态密度分析的结果一致.
      通信作者: 熊辉辉, xionghui8888@126.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51304053)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-14
  • 修回日期:  2016-08-16
  • 刊出日期:  2016-12-20

稀土元素在α-Fe和Fe3C中分配行为的第一性原理研究

  • 1. 江西理工大学冶金与化学工程学院, 赣州 341000
  • 通信作者: 熊辉辉, xionghui8888@126.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51304053)资助的课题.

摘要: 基于密度泛函理论的第一性原理,采用分配焓研究了Sc,Y,Ce和La四种稀土元素在α-Fe和Fe3C之间的分配行为,并讨论了稀土合金渗碳体的平均重叠布居数和态密度.研究结果表明:α-Fe和Fe3C中的稀土元素均呈现一定的反铁磁性.在铁磁态和无磁态时这些稀土的分配焓均为负,说明了它们更容易分配并固溶于渗碳体,且使渗碳体中Fe–C共价键和Fe–Fe金属键增强,从而提高了渗碳体的稳定性;此外,Sc更容易占据渗碳体中Fe的4c位置,而Y,Ce和La更容易置换渗碳体中的8d位置,与平均重叠布居数和态密度分析的结果一致.

English Abstract

参考文献 (20)

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