《表1 元素在面心立方区与层错区相对能的平均值以及有效能》

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《面心立方Fe中合金元素偏析行为的理论研究》


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为从电子层面上揭示Mo合金元素在面心立方Fe中的偏析行为,还计算了Fe-Mo合金元素不同位置处的态密度图。图6a为FCC-Fe不同位置处的Fe原子的态密度图。可以看出,费米能级附近的峰值主要是Fe-d态价电子,越靠近层错的Fe原子其费米能级附近峰值越大,这主要是由晶格畸变产生的层错能造成的。图6b是Mo原子位于层错区(L7)时的态密度图。Fed-L7和Fe-d-L4分别是L7、L4位置处的Fe原子,Mod-L7是Mo位于L7位置处。可以看出,当Mo在L7位置处能够降低层错区Fe原子费米能级附近的态密度。图6c是Mo原子位于层错区(L4)时的态密度图,Fe-dL4和Fe-d-L7分别是L4、L7位置处的Fe原子,Mo-dL4是Mo位于L4位置处。可以看出,当Mo在L4位置处能够降低基体内部(离层错区较远)Fe原子的态密度。对比图6a可知,无论Mo原子位于什么位置都能够降低该区费米能级附近Fe的态密度峰值,这主要是由Fe-Mo之间存在较强的杂化作用造成的。从图6c也可以看出,Mo在基体内部(远离层错区)对层错区Fe原子费米能级附近的态密度影响非常小。综上所述,位于层错区附近的Mo原子在和层错区的共同作用下能够明显降低该区Fe的态密度峰值,进而降低层错能和相对能,所以在层错区Mo的层错能和相对能非常小(图1)。图6d是在Fe-Mo层错区掺入La之后的态密度图。通过对比图6b、d发现,La的加入确实能够减小费米能级附近的态密度,说明La能降低Fe-Mo的层错能和相对能,这和图1得出的结论一致。