α-(Al,Cr,Fe)2O3相稳定性和力学性能的第一性原理计算

• 作者: 刘浩 施杰 张泽 鲜广 赵海波 杜昊
• 来源期刊: 中国表面工程
• 关键词: 物理气相沉积 第一性原理 α-(Al0.75Cr0.25)2O3 相稳定性 力学性能
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 122-130
• 页数: 9页
• 分类号: TG156|TB114
• 语种: 中文
• DOI: 10.11933/j.issn.1007-9289.20201227002

摘要

采用第一性原理分别对α-Al2O3、α-(Al0.75Cr0.25)2O3、α-(Al0.75-xCr0.25Fex)2O3和α-(Al0.75Cr0.25-xFex)2O3相晶胞体积、结合能、态密度和力学性能的变化进行计算.研究表明:α-(Al0.75-xCr0.25Fex)2O3四元相的晶胞体积随着Fe原子置换数量的增加而缓慢增大,α-(Al0.75Cr0.25-xFex)2O3四元相晶胞的体积随着Fe原子数量的增加而迅速减小;相结合能结果显示,α-Al2O3、α-(Al0.75Cr0.25)2O3、α-(Al0.75-xCr0.25Fex)2O3和α-(Al0.75Cr0.25-xFex)2O3相均为稳定结构,其中α-Al2O3相的结合能最低,随着置换原子种类和数量的增加,结合能增大,相稳定性下降;当Fe元素原子数量占金属元素总原子数0～3 at.％时,α-(Al0.75-xCr0.25Fex)2O3和α-(Al0.75Cr0.25-xFex)2O3四元相的硬度、H/E和H3/E*2较α-(Al0.75Cr0.25)2O3相有明显提升,但均低于α-Al2O3相,仅α-(Al0.63Cr0.25Fe0.12)2O3相的H/E和H3/E*2值高于α-Al2O3相.