Mn掺杂Fe2B晶体结构、力学性能及电子结构的第一性原理研究

作者：龚铁夫; 宋述鹏^*; 刘俊男; 周和荣; 吴润

来源：原子与分子物理学报, 2021, 38(02): 157-164.

DOI：10.19855/j.1000-0364.2021.026005

• 第一性原理
• Fe2B
• 晶体结构
• 机械性能
• 磁性
• 电子结构

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,本文系统地研究了Fe8-xMnxB4(x=0,0.25,0.5,1,2,3,4,5,6,7,8)的晶体结构、机械性能和电子结构.计算得到Fe2B的晶格常数与实验值相符,所有Fe8-xMnxB4相都具有良好的热力学稳定性和机械稳定性.随着Mn掺杂浓度逐渐增大,Fe8-xMnxB4的各向异性先减弱后增强,Fe7.75Mn0.25B4的各向异性最弱.当Mn掺杂浓度较低时,Fe8-xMnxB4的硬度略微降低,韧性增强.除了Fe7Mn1B4、Fe6Mn2B4、Fe5Mn3B4、Fe4Mn4B4之外,其余的Fe8-xMnxB4相的韧性均比Fe2B好.由电子结构可以发现,Fe8-xMnxB4的力学性能主要由Fe-B键或Mn-B键决定.Mn掺杂到Fe2B中会使得B-B共价键增强,Fe2B的本征脆性得到改善,同时Fe2B的磁性不断减弱.

• 单位
  武汉科技大学