(Fe,Cr)_(7)C_(3)/MoC界面电子特性的第一性原理研究

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)C_(3)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)_(7)C_(3)(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)_(7)C_(3)(0001)表面模型构建(Fe,Cr)_(7)C_(3)(0001)/MoC(111)界面模型,该界面模型的理想界面结合功为7.47 J/m^(2),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)_(7)C_(3)(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)C_(3)可以吸附在MoC上,同时MoC作为(Fe,Cr)_(7)C_(3)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。