Cr含量对Fe3Al合金电子结构及力学性能影响的第一性原理

• 作者: 李亚敏 张军霞
• 来源期刊: 兰州理工大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: Fe3Al合金 第一性原理 电子结构 力学性能
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程|Materials Science and Engineering
• 页码范围: 1-8
• 页数: 8页
• 分类号: TG146.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-5196.2022.02.001

摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Cr含量对DO3-Fe3 Al合金电子结构及力学性能的影响.通过计算掺杂前后体系的形成热和结合能明确Cr在超晶胞模型中的占位;通过计算各体系的弹性模量、布居、态密度及差分电荷密度揭示了Cr对Fe3 Al合金力学性能影响的微观机制.结果表明:含量为3.125 at.％时,Cr优先占据FeΙ位,含量为6.25 at.％时,Cr倾向于占据FeΙ和Al位;Cr的掺杂提高了体系的稳定性,改善了合金的脆性,且增韧效果随着Cr含量的增加而增加;Cr掺杂改变了原子之间的电子分布,随着Cr含量的增加,Fe-Al之间p-d杂化电子数减少、共价键性减弱,同时原子之间电荷转移量增加,Fe-Fe键的增强以及Fe-Cr、Al-Cr反键的存在增强了体系的金属性,加之(100)面上共价键的减弱以及(010)面原子间键合强度的增加等因素都提高了Fe3 Al合金的韧性.