合金平面价电子结构与合金元素杂化状态的确定

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1、大摘要合金平面价电子结构与合金元素杂化状态的确定大摘要新材料技术已成为现代社会发展的支柱之一，引起了世界各工业国的高度重视。各国在研究和开发中都投入了很大的力量。但长期以来，各种金属材料的研制主要是沿用实验—测试—总结规律的传统的“炒菜式”方法，国外称之为“试行错误”（TrialandErrorMethod）方法。这种方法主要依靠经验，必须投入巨大的人力物力反复尝试，周期长，耗资大，与现代高科技的发展对材料的研制的要求不相适应。造成这种局面的根本原因之一就在于材料科学的研究还大多停留在原子结构层次上，凝聚态物质的原子价电子结构与合金成分、结构、性能之间的本质关系还未被揭示出来。吉林大学物理系

2、教授余瑞璜从实验出发，采用理论与实验相结合的方法，在量子力学，Pauling理论，能带理论的基础上，结合周期表上前78种元素和上千种晶体和分子结构，对一般的合金相图及一系列物理性能资料进行了检验和全面总结，于1978年提出了用于处理复杂体系的“固体与分子经验电子理论”，即余氏理论（EET）。对于点阵参数已知的晶体结构，EET能给出晶体中键络上的电子分布和原子所处的状态，用来计算晶体的结合能、熔点、合金相图等，开创了材料设计的新途径。本文以余氏理论为指导，以程氏理论中关于原子的边界条件为探针，建立了确定合金奥氏体、合金马氏体中各原子杂化状态平均晶胞数学计算模型；并以键距差计算方法为依据，通过编

3、写VC++程序，对合金奥氏体、合金马氏体的价电子结构和界面电子结构进行了计算，利用计算所得的信息从价电子结构的角度研究了一元合金奥氏体Fe-C-Cr、Fe-C-Ti、Fe-C-V、Fe-C-Ni晶胞中原子的杂化状态，并初步建立了一元合金马氏体中原子杂化状态的研究方法。在对一元合金奥氏体原子杂化状态的研究过程中，通过分析Fe-C奥氏体(111)晶面和Fe-C-Me合金奥氏体(111)晶面的价电子结构，并同时考虑了相对界面电子密度差和键距差两种因素，应用原子杂化状态判定因子W确定了Fe-C-Cr、Fe-C-Ti、Fe-C-V和Fe-C-Ni合金奥氏体晶胞中原子的杂化状态：在cfFe-C-Cr晶胞

4、中，Fe、Fe、Cr的杂化状态分别为B14、B15、A6（或A7、A8）阶；cf在Fe-C-Ti晶胞中，Fe、Fe、Ti原子的杂化状态分别为B13(或B14)、B15（或B16）、cfB13（或B14）阶；在Fe-C-V晶胞中，Fe、Fe、V原子的杂化状态分别为B13（或cfB14）、B15（或B16）、A13（或A14）阶；在Fe-C-Ni晶胞中Fe、Fe、Ni原子的杂化状态分别为B14、B15（或B16或B17）、B8（或B9或B10）阶；在对一元合金马氏体原子杂化状态的研究过程中，以原子杂化判定因子W为依据，通过分析Fe-C-Me合金奥氏体(111)晶面和Fe-C-Me合金马氏体(11

5、0)晶面的价电子结构，建立了一元合I大摘要金马氏体原子杂化状态的确定方法，确定了Fe-C-Cr合金马氏体中Fe原子和Cr原子的杂化状态分别是Fe2:A14，Fe3:A13，Cr:A16阶。关键词：价电子结构；合金奥氏体；合金马氏体；杂化状态；原子杂化状态判定因子II摘要合金平面价电子结构与合金元素杂化状态的确定摘要本文以余氏理论为指导，以程氏理论中关于原子的边界条件为探针，建立了确定合金奥氏体、合金马氏体中各原子杂化状态平均晶胞数学计算模型；并以键距差计算方法为依据，通过编写VC++程序，对合金奥氏体、合金马氏体的价电子结构和界面电子结构进行了计算，利用计算所得的信息从价电子结构的角度研究了

6、一元合金奥氏体Fe-C-Cr、Fe-C-Ti、Fe-C-V、Fe-C-Ni晶胞中原子的杂化状态，并初步建立了一元合金马氏体中原子杂化状态的研究方法。在对一元合金奥氏体原子杂化状态的研究过程中，通过分析Fe-C奥氏体(111)晶面和Fe-C-Me合金奥氏体(111)晶面的价电子结构，并同时考虑了相对界面电子密度差和键距差两种因素，应用原子杂化状态判定因子W确定了Fe-C-Cr、Fe-C-Ti、Fe-C-V和Fe-C-Ni合金奥氏体晶胞中原子的杂化状态：在cfFe-C-Cr晶胞中，Fe、Fe、Cr的杂化状态分别为B14、B15、A6（或A7、A8）阶；cf在Fe-C-Ti晶胞中，Fe、Fe、Ti

7、原子的杂化状态分别为B13(或B14)、B15（或B16）、cfB13（或B14）阶；在Fe-C-V晶胞中，Fe、Fe、V原子的杂化状态分别为B13（或cfB14）、B15（或B16）、A13（或A14）阶；在Fe-C-Ni晶胞中Fe、Fe、Ni原子的杂化状态分别为B14、B15（或B16或B17）、B8（或B9或B10）阶；在对一元合金马氏体原子杂化状态的研究过程中，以原子杂化判定因子W为依据，通过分析Fe