Cr对Fe-Cr合金耐蚀性能影响的电子理论研究

• 作者: 李春福 林元华 王垚
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: 经验电子理论 耐腐蚀性能 钝化膜 界面电子密度差 Tammann定律
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 页码范围: 622-630
• 页数: 9页
• 分类号: TG171
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2016.00269

摘要

基于固体与分子经验电子理论(EET),对Fe-Cr合金(Cr含量为0～30％,原子分数)的价电子结构进行了半定量分析,利用界面电子密度差△ρ的计算方法,计算了Fe-Cr合金与Cr2O3、Fe2O3钝化膜低指数晶面间的电子密度.结果表明,Fe-Cr合金固溶体的杂化原子轨道数σn、最强键共价电子数nA和最强键键能EA均大于纯Fe,Cr能提高Fe基体的稳定性.当Cr含量达到12.52％和24.3％时,Cr原子从低阶迁移到共价电子数少的高阶状态,不稳定性增加,此时Cr易偏离平衡位置与腐蚀介质作用形成钝化膜,造成Fe-12.52％Cr和Fe-24.3％Cr合金的耐腐蚀性能发生突变.Fe-Cr合金与Cr2O3、Fe2O3钝化膜的24个低指数界面中,只有Fe-Cr(112)/Cr2O3(0001)、Fe-Cr(112)/Cr2O3(1010)Cr、Fe-Cr(112)/Fe2O3(1120)界面的△ρ ＜10％,对于同等Cr含量的基体,Fe-Cr(112)/Cr2O3(1010)Cr界面△ρ最小,满足△ρ＜10％的杂化原子轨道数σ最大.随着基体中Cr含量升高,Fe-Cr(112)/Cr2O3(0001)和Fe-Cr(112)/Fe2O3(11 20)界面△ρ降低,σ增加,Cr2O、Fe2O3与基体的界面更加稳定牢固,因此Fe-24.3％Cr合金的耐腐蚀性可跃迁至更高水平.价电子结构对Fe-Cr合金耐蚀性能变化的分析结果基本符合Tammann定律的描述.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	林元华		149	1143	17.0	24.0
2	李春福		117	768	15.0	21.0
3	王垚		6	8	1.0	2.0