铁氮化合物稳定性和弹性性能的第一性原理研究

作者：杨扬; 余春

来源：表面技术, 2017, 46(02): 63-67.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.010

• 铁氮化合物
• 晶体
• 第一性原理
• 形成能
• 弹性性能
• 各向异性

目的计算分析ζ-Fe2N和ε-Fe3N两种铁氮化合物的结构稳定性和弹性性能。方法采用第一性原理模拟计算方法。结果两种物相的理论晶格常数与实验值吻合较好,且两者的形成能均为负值。通过两种物相的单晶弹性常数获取了相应的多晶弹性性能,所计算体模量(B)、剪切模量(G)和杨氏模量(E)均高于实验值。ε-Fe3N多晶弹性性能的计算值与实验值存在一定的比例关系,约为1.3∶1,这个比例也适用于γ’-Fe4N的体模量。两种物相的B/G比值分别为2.63和2.16。结论ζ-Fe2N和ε-Fe3N具有一定的热力学稳定性。两者的剪切模量和杨氏模量接近或优于钢,且具有一定的塑性。两种物相的弹性各向异性与它们的晶体结构密切相关。

• 单位
  上海交通大学; 苏州工业职业技术学院