稀土La在α-Fe中占位傾向及對晶界影響的第一性原理研究

編號：FTJS05540

篇名：稀土La在α-Fe中占位傾向及對晶界影響的第一性原理研究

作者：王海燕； 高雪云； 任慧平； 張紅偉； 譚會杰；

關(guān)鍵詞：La； α-Fe； 晶界； 第一性原理；

機構(gòu)： 內(nèi)蒙古科技大學材料與冶金學院； 內(nèi)蒙古白云鄂博礦多金屬資源綜合利用重點實驗室； 中冶東方工程技術(shù)有限公司長材事業(yè)部；

摘要： 本文采用重合位置點陣理論構(gòu)建了α-Fe的Σ3[110](112)對稱傾轉(zhuǎn)晶界模型,通過基于密度泛函理論的平面波超軟贗勢方法研究了稀土La元素在α-Fe中的占位傾向.結(jié)果表明,La在α-Fe晶界的雜質(zhì)形成能最低,因而La原子傾向于占據(jù)晶界區(qū);摻雜La前后的α-Fe晶界電子結(jié)構(gòu)計算結(jié)果顯示,La占位于α-Fe晶界會使體系中的電荷發(fā)生重新分配,將提供更多電子用于晶界區(qū)成鍵,使得Fe原子得到更多的電子,這將導致?lián)诫s區(qū)原子間結(jié)合有離子化趨勢,從而使La與晶界區(qū)相鄰Fe原子之間的相互作用加強,也使晶界原子與晶界兩側(cè)Fe原子的鍵合加強,從能量角度解釋了材料宏觀力學性能變化的原因;計算同時發(fā)現(xiàn),La加入后,也使晶界上的原子成鍵區(qū)態(tài)密度左移,降低了體系的總能量,使晶界結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定.