合金碳化物M7C3的磁性与电子结构

摘要：

合金碳化物的析出行为决定了耐热钢在中、高温条件下的服役寿命.利用Diamond软件探索了合金碳化物M7C3(M=Fe,Cr)的晶体结构,并统计了M7C3中原子间的成键情况.同时,利用第一性原理计算其在0K、0Pa条件下M7C3中各原子的磁矩和电子结构.结果表明,M7C3中的Fe、C原子沿着<001>方向分层排列,且Fe原子沿着〈001>方向构成了正方形、三角形、六角环;Fe—C键的键长越长,对应Fe原子的磁矩越大;态密度分布显示M7C3的磁矩贡献主要来自于Fe原子的d轨道,Fe原子d轨道与C原子的p轨道发生了杂化,形成了共价键、离子键,且M7C3具有金属性.Cr原子的自旋极化度小于Fe原子,所以Cr原子的加入使得M7C3的磁性减小.此研究有助于拓展碳化物的应用与控制技术,为碳化物的析出强化机制提供了理论基础.

关键词：钢、合金碳化物、第一性原理、磁矩、电子结构

所属期刊栏目：33

分类号：TG154.3(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;湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队项目;国家自然科学基金

在线出版日期：2021-04-02（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：240-245