合金平面价电子结构与合金马氏体中合金元素原子杂化状态的确定

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1、摘要摘要本文以余氏固体与分子经验电子理论(EET)和程氏改进的TFD理论为指导，应用平面价电子结构的计算方法和原子状态判定因子w，研究确定了合金奥氏体与合金马氏体中各原子的杂化状态。当合金中存在异相界面且按一定的位向关系相匹配时，对原子的定态除了考虑键距差

2、∆D

3、的大小之外，同样要考虑相对电子密度差Dr的大小，综合考虑了两种因素的影响，并以键距差和相对电子密度差计算方法为基础编写了VC++程序，实现了对各元素杂阶的扫描计算，并利用计算所得的信息从价电子结构的角度研究了Fe-C-Me合金奥氏体和Fe-C-Me合金马氏体的价电子结构,界面电子结构及晶胞中原子杂化状态。

4、研究Fe-C-Me合金奥氏体时，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，应用原子杂化状态判定因子w确定合金奥氏体晶胞cf中原子的杂化状态。结果表明：在Fe-C-Mo晶胞中，Fe、Fe、Mo的杂化状态分别cf为B14(或B15)、B16、C8(或C9)阶；在Fe-C-Cu晶胞中，Fe、Fe、Cu原子的杂化cf状态分别为B13(或B14)、B15、B8(或B9)阶；在Fe-C-Nb晶胞中，Fe、Fe、Nbc原子的杂化状态分别为B16、B17(或B18)、B8(或B9)阶；在Fe-C-Co晶胞中，Fe、fFe、Co原子的

5、杂化状态分别为B13(或B14)、B15、B16(或B17)阶。研究Fe-C-Me合金马氏体原子杂化状态时，根据奥氏体向马氏体转变过程中，新相马氏体的(110)面平行于母相奥氏体的(111)晶面，即存在着(111)γ//(110)α位向关系，通过分析Fe-C-Me合金奥氏体(111)晶面和Fe-C-Me合金马氏体(110)晶面的价电子结构，应用原子杂化状态判定因子w确定合金马氏体中原子的杂化状态。结果表明：在Fe-C-Cr晶胞中，Fe2、Fe3、Cr的杂化状态分别为A14、A13、A14(或A15)阶；在Fe-C-W晶胞中，Fe2、Fe3、W原子的杂化状态分别为A

6、13、A11、A4(或A5)阶；在Fe-C-Si晶胞中，Fe2、Fe3、Si原子的杂化状态分别为A12、A11、A6(或A2)阶；在Fe-C-Ni晶胞中，Fe2、Fe3、Ni原子的杂化状态分别为A12、A11(或A10)、A7(或A8)阶；在Fe-C-Mn晶胞中，Fe2、Fe3、Mn原子的杂化状态分别为A12、A11、A1(A2或A3)阶。关键词：平面价电子结构，合金奥氏体，合金马氏体，杂化状态I大摘要合金平面价电子结构与合金马氏体中合金元素原子杂化状态的确定姓名：于鹏恩指导教师：孙振国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

7、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。吉林大学物理系教授余瑞璜从实验出发，采用理论与实验相结合的方法，根据Pauling的金属电子理论，通过对已有的能带理论

8、、共价键理论以及电子浓度理论进行了系统的分析和比较，对大量的包括中子衍射、电子衍射、穆斯鲍尔效应、回旋共振和正电子湮没等现代实验的结果进行了分析，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。本文以余氏固体与分子经验电子理论(EET)和程氏改进的TFD理论为指导，应用平面价电子结

9、构的计算方法和原子状态判定因子w，研究确定了合金奥氏体与合金马氏体中各原子的杂化状态。当合金中存在异相界面且按一定的位向关系相匹配时，对原子的定态除了考虑键距差

10、∆D

11、的大小之外，同样要考虑相对电子密度差Dr的大小，综合考虑了两种因素的影响，并以键距差和相对电子密度差计算方法为基础编写了VC++程序，实现了对各元素杂阶的扫描计算，并利用计算所得的信息从价电子结构的角度研究了Fe-C-Me合金奥氏体和Fe-C-Me合金马氏体的价电子结构,界面电子结构及晶胞中原子杂化状态。研究Fe-C-Me合金奥氏体时，通过分析Fe-C奥氏体(111)晶面和I大摘要Fe-C-Me合金

12、奥氏体(1