合金平面價電子結構與合金元素雜化狀態(tài)的確定.pdf

1、新材料技術已成為現(xiàn)代社會發(fā)展的支柱之一，引起了世界各工業(yè)國的高度重視。各國在研究和開發(fā)中都投入了很大的力量。但長期以來，各種金屬材料的研制主要是沿用實驗—測試—總結規(guī)律的傳統(tǒng)的“炒菜式”方法，國外稱之為“試行錯誤”（Trial and Error Method）方法。這種方法主要依靠經驗，必須投入巨大的人力物力反復嘗試，周期長，耗資大，與現(xiàn)代高科技的發(fā)展對材料的研制的要求不相適應。造成這種局面的根本原因之一就在于材料科學的研究還大多停留

2、在原子結構層次上，凝聚態(tài)物質的原子價電子結構與合金成分、結構、性能之間的本質關系還未被揭示出來。 吉林大學物理系教授余瑞璜從實驗出發(fā)，采用理論與實驗相結合的方法，在量子力學，Pauling理論，能帶理論的基礎上，結合周期表上前78種元素和上千種晶體和分子結構，對一般的合金相圖及一系列物理性能資料進行了檢驗和全面總結，于1978年提出了用于處理復雜體系的“固體與分子經驗電子理論”，即余氏理論（EET）。對于點陣參數(shù)已知的晶體結構，

3、EET能給出晶體中鍵絡上的電子分布和原子所處的狀態(tài)，用來計算晶體的結合能、熔點、合金相圖等，開創(chuàng)了材料設計的新途徑。 本文以余氏理論為指導，以程氏理論中關于原子的邊界條件為探針，建立了確定合金奧氏體、合金馬氏體中各原子雜化狀態(tài)平均晶胞數(shù)學計算模型；并以鍵距差計算方法為依據(jù)，通過編寫VC++程序，對合金奧氏體、合金馬氏體的價電子結構和界面電子結構進行了計算，利用計算所得的信息從價電子結構的角度研究了一元合金奧氏體Fe-C-Cr、F

4、e-C-Ti、Fe-C-V、Fe-C-Ni晶胞中原子的雜化狀態(tài)，并初步建立了一元合金馬氏體中原子雜化狀態(tài)的研究方法。在對一元合金奧氏體原子雜化狀態(tài)的研究過程中，通過分析Fe-C奧氏體(111)晶面和Fe-C-Me合金奧氏體(111)晶面的價電子結構，并同時考慮了相對界面電子密度差和鍵距差兩種因素，應用原子雜化狀態(tài)判定因子W確定了Fe-C-Cr、Fe-C-Ti、Fe-C-V和Fe-C-Ni合金奧氏體晶胞中原子的雜化狀態(tài)：在Fe-C-Cr晶

5、胞中，F(xiàn)ec、Fef、Cr的雜化狀態(tài)分別為B14、B15、A6（或A7、A8）階；在Fe-C-Ti晶胞中，F(xiàn)ec、Fef、Ti原子的雜化狀態(tài)分別為B13(或B14)、B15（或B16）、B13（或B14）階；在Fe-C-V晶胞中，F(xiàn)ec、Fef、V原子的雜化狀態(tài)分別為B13（或B14）、B15（或B16）、A13（或A14）階；在Fe-C-Ni晶胞中Fec、Fef、Ni原子的雜化狀態(tài)分別為B14、B15（或B16或B17）、B8（或B9

6、或B10）階；在對一元合金馬氏體原子雜化狀態(tài)的研究過程中，以原子雜化判定因子W為依據(jù)，通過分析Fe-C-Me合金奧氏體(111)晶面和Fe-C-Me合金馬氏體(110)晶面的價電子結構，建立了一元合金馬氏體原子雜化狀態(tài)的確定方法，確定了Fe-C-Cr合金馬氏體中Fe原子和Cr原子的雜化狀態(tài)分別是Fe2:A14，F(xiàn)e3:A13，Cr:A16階。 本文以余氏理論為指導，以程氏理論中關于原子的邊界條件為探針，建立了確定合金奧氏體、合

7、金馬氏體中各原子雜化狀態(tài)平均晶胞數(shù)學計算模型；并以鍵距差計算方法為依據(jù)，通過編寫VC++程序，對合金奧氏體、合金馬氏體的價電子結構和界面電子結構進行了計算，利用計算所得的信息從價電子結構的角度研究了一元合金奧氏體Fe-C-Cr、Fe-C-Ti、Fe-C-V、Fe-C-Ni晶胞中原子的雜化狀態(tài)，并初步建立了一元合金馬氏體中原子雜化狀態(tài)的研究方法。在對一元合金奧氏體原子雜化狀態(tài)的研究過程中，通過分析Fe-C奧氏體(111)晶面和Fe-C-M

8、e合金奧氏體(111)晶面的價電子結構，并同時考慮了相對界面電子密度差和鍵距差兩種因素，應用原子雜化狀態(tài)判定因子W確定了Fe-C-Cr、Fe-C-Ti、Fe-C-V和Fe-C-Ni合金奧氏體晶胞中原子的雜化狀態(tài)：在Fe-C-Cr晶胞中，F(xiàn)ec、Fef、Cr的雜化狀態(tài)分別為B14、B15、A6（或A7、A8）階；在Fe-C-Ti晶胞中，F(xiàn)ec、Fef、Ti原子的雜化狀態(tài)分別為B13(或B14)、B15（或B16）、B13（或B14）階；在

9、Fe-C-V晶胞中，F(xiàn)ec、Fef、V原子的雜化狀態(tài)分別為B13（或B14）、B15（或B16）、A13（或A14）階；在Fe-C-Ni晶胞中Fec、Fef、Ni原子的雜化狀態(tài)分別為B14、B15（或B16或B17）、B8（或B9或B10）階；在對一元合金馬氏體原子雜化狀態(tài)的研究過程中，以原子雜化判定因子W為依據(jù)，通過分析Fe-C-Me合金奧氏體(111)晶面和Fe-C-Me合金馬氏體(110)晶面的價電子結構，建立了一元合金馬氏體原子