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兵器材料科学与工程2025年第01期:Fe-Zn金属间化合物的第一性原理研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:顾建;刘胜春;司佳钧;刘鹏;

单位:中国电力科学研究院有限公司;

摘要:渗锌技术是一种能够有效提高电力金具寿命的绿色环保工艺,因渗锌过程中生成了一系列的Fe-Zn金属间化合物,目前关于Fe-Zn金属间化合物的理论研究较缺乏。本文基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,系统研究了Fe-Zn中ζ(FeZn_(13))、δ_1(FeZn_(10))、Γ(Fe_4Zn_9)和FeZn等金属间化合物相的态密度和弹性性质。用Voigt-Reuss-Hill模型计算出多晶体的体积模量、切变模量等弹性模量,又计算了各种Fe-Zn相的硬度和态密度。结果表明:FeZn相的延展性最好,硬度最低。Fe_4Zn_9相的硬度最高,达到10.17 GPa。根据态密度图(DOS),Fe-Zn金属间化合物相的电子结构都存在金属键特性,因此具有良好的导电性,其中Fe_3Zn_(10)相具有最好的导电性。本研究能为提高渗锌层的稳定性提供理论依据和技术支撑。

关键词:Fe-Zn金属间化合物;;第一性原理计算;;弹性性能;;电子结构

基金资助:国家电网公司总部科技项目(5108-202218280A-2-123-XG)