(Fe,Cr)7C3/MoC界面电子特性的第一性原理研究

• 作者: 高梦锞 魏世忠 吴巧合 袁智康 熊美
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: (FeCr)7C3/MoC界面 过共晶Fe-Cr-C合金 M7C3碳化物 第一性原理
• 年，卷（期）: 2022,（9）
• 所属期刊栏目: 无机非金属及其复合材料|INORGANIC MATERIALS AND CERAMIC MATRIX COMPOSITES
• 页码范围: 83-88
• 页数: 6页
• 分类号: TB331
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.21020149

摘要

本工作采用第一性原理平面波赝势的方法,从原子尺度系统探讨了Mo元素对过共晶Fe-Cr-C合金的作用机理,丰富了合金元素对抗磨钢铁材料作用机理的理论数据库.通过构建(Fe,Cr)7 C3和MoC的晶体结构和表面模型,计算了各晶体的体相特征,经表面能判定标准确定了各表面模型的原子层数,在此基础上建立了(Fe,Cr)7C3(0001)/MoC(111)界面结构模型,并计算了该界面的稳定性以及电子结构特性等.计算结果表明:采用以Mo终止的五层MoC(111)表面模型和13层(Fe,Cr)7C3(0001)表面模型构建(Fe,Cr)7C3(0001)/MoC(111)界面模型,该界面模型的理想界面结合功为7.47 J/m2,说明该界面在理论上是稳定的,界面结合强度较好.此外,(Fe,Cr)7C3(0001)/MoC(111)界面是由极性共价、离子键和金属键连接,表明界面原子间结合强度较高,(Fe,Cr)7 C3可以吸附在MoC上,同时MoC作为(Fe,Cr)7 C3碳化物的异质形核核心可以细化过共晶Fe-Cr-C合金中的主要硬质相晶粒,从而提高过共晶Fe-Cr-C合金的耐磨性.