金属元素掺杂α-Fe(N)体系的电子结构及力学性能的第一性原理计算

• 作者: 刘香军 杨吉春 杨昌桥 蔡长焜 贾桂霄
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: 第一性原理 高氮钢 电子结构 弹性常数
• 年，卷（期）: 2019,（9）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 72-77
• 页数: 6页
• 分类号: TG146
• 语种: 中文
• DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2018.000391

摘要

基于第一性原理研究M(M=Ti,V,Cr,Mn,Co和Ni)掺杂α Fe(N)的结合能、电子结构及力学性能.计算结果表明,Ti和V优先占据晶胞的顶角位置,Cr和Mn优先占据晶胞的体心位置,Co和Ni与N不相邻时结构最稳定.Ti与V的掺杂加强了晶胞的稳定性,Cr,Mn与Ni的掺杂削弱了晶胞的稳定性,Co的掺杂不影响晶胞的稳定性.这些过渡金属在α-Fe晶胞中均存在金属键和离子键的共同作用,成键轨道主要来自M3d,Fe4s3p3d与N2p.与纯α-Fe体系相比,掺杂体系刚性均变强,经计算可得α-Fe(N)-V体系的弹性模量E、剪切模量G和体积模量B均为最大值,即掺杂V可显著提高材料的力学性能,V是最有效的固氮元素,与高氮钢冶炼的实验结果相吻合.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨吉春	内蒙古科技大学材料与冶金学院	112	429	11.0	16.0
2	刘香军	内蒙古科技大学材料与冶金学院	21	24	3.0	4.0
3	杨昌桥	内蒙古科技大学工业技术研究院	15	38	3.0	6.0
4	蔡长焜	内蒙古科技大学材料与冶金学院	8	4	1.0	2.0
5	贾桂霄	内蒙古科技大学材料与冶金学院	14	24	3.0	4.0