不锈钢表面铝涂层中Fe—Al金属间化合物的第一性原理计算

本文采用第一性原理计算方法研究了不锈钢表面铝涂层中Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3)的化学稳定性、电子结构、弹性性质及各向异性。形成能和结合能的计算结果表明Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3)都是热力学稳定相,但Fe_(2)Al_(5)的相结构稳定性强于FeAl_(3),在涂层中也更容易形成。态密度、赝能隙、布居分析结果表明两者的成键特征都主要为金属键和共价键,但FeAl_(3)的共价键特征强于Fe_(2)Al_(5)。弹性常数和各向异性计算结果表明Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3)的弹性常数符合力学稳定条件且都为脆性相。普遍各向异性计算结果表明Fe_(2)Al_(5)的整体各向异性高于FeAl_(3)。通过弹性常数绘制的单晶体模量的三维表面图表明Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3)的体模量各向异性程度微小。