合金碳化物M_(7)C_(3)的磁性与电子结构

合金碳化物的析出行为决定了耐热钢在中、高温条件下的服役寿命。利用Diamond软件探索了合金碳化物M_(7)C_(3)(M=Fe,Cr)的晶体结构,并统计了M_(7)C_(3)中原子间的成键情况。同时,利用第一性原理计算其在0 K、0 Pa条件下M_(7)C_(3)中各原子的磁矩和电子结构。结果表明,M_(7)C_(3)中的Fe、C原子沿着〈001〉方向分层排列,且Fe原子沿着〈001〉方向构成了正方形、三角形、六角环;Fe—C键的键长越长,对应Fe原子的磁矩越大;态密度分布显示M_(7)C_(3)的磁矩贡献主要来自于Fe原子的d轨道,Fe原子d轨道与C原子的p轨道发生了杂化,形成了共价键、离子键,且M_(7)C_(3)具有金属性。Cr原子的自旋极化度小于Fe原子,所以Cr原子的加入使得M_(7)C_(3)的磁性减小。此研究有助于拓展碳化物的应用与控制技术,为碳化物的析出强化机制提供了理论基础。