钒微合金钢中α-Fe/V4C3界面结构与稳定性的第一性原理计算

摘要：

为了探讨α-Fe/V4C3的界面稳定性,利用第一性原理平面波赝势方法优化(100)α-Fe/(100)V4C3三种不同原子堆积序列(Fe-on-C,Fe-on-V和Bridge)的界面构型.通过界面分离功分析α-Fe/V4 C3界面的结构稳定性,计算三种构型的界面分离功分别为4.29,1.43,2.70 eV,分离功越大表明界面稳定性越强,在α-Fe中析出的V4C3主要以Fe-on-C构型存在,其界面稳定性最强.通过态密度,差分电荷密度和电子局域化函数研究α-Fe/V4 C3的电子结构性质.结果表明:在Fe-on-C构型中,界面处Fe原子存在电荷贫化区,丢失的电荷转移到界面处,由于C原子具有强电负性,在界面处形成较强的混合离子/共价键,并且Fe和C原子的键合作用明显强于Fe和V原子.通过总态密度和分波态密度发现,Fe-d轨道与C-p轨道在-4.5～-2.5 eV的区域内发生电子轨道杂化,形成Fe—C共价键.

关键词：高强度低合金钢、α-Fe/V4C3界面、界面分离功、电子结构

所属期刊栏目：50

分类号：TG142.41(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-05-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：172-177