首页 期刊 稀有金属与硬质合金 过渡金属(W、Mo、Nb、Fe、Ni)掺杂Cr2N的结构稳定性及电子特性 【正文】

过渡金属(W、Mo、Nb、Fe、Ni)掺杂Cr2N的结构稳定性及电子特性

作者:黄慧; 张彩丽; 何燕; 孙祺; 韩培德 太原理工大学材料科学与工程学院新材料界面科学与工程教育部重点实验室; 山西太原030024
cr2n合金   过渡金属掺杂   结构稳定性   电子特性   第一性原理计算  

摘要:采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对未掺杂Cr2N及掺杂过渡金属W、Mo、Nb、Fe、Ni于Cr2N超晶胞形成的Cr(23)MN(12)(M=W,Mo,Nb,Fe,Ni)的结构稳定性及电子特性进行研究。从形成热和结合能来看,W、Mo、Nb、Fe和Ni替换Cr掺杂到Cr2N超晶胞中均可形成稳定结构Cr(23)MN(12)(M=W,Mo,Nb,Fe,Ni)复合氮化物。在所有掺杂元素中,Nb最容易掺杂于Cr2N中形成Cr(23)NbN(12)复合氮化物,而W、Mo掺杂后形成的Cr(23)WN(12)、Cr(23)MoN(12)具有更高的稳定性,这是W-5d、Mo-4d和N-2p轨道耦合产生的影响。Fe、Ni掺杂后形成的Cr(23)FeN(12)和Cr(23)NiN(12)复合氮化物稳定性降低,主要是由于N原子中电荷转移给了Fe、Ni,而使得Cr(23)FeN(12)和Cr(23)NiN(12)复合氮化物电化学活性增强。

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