Fe-Mn-Si基形状记忆合金中FCC相的电子结构与稳定性

【摘要】 利用基于第一原理的离散变分法研究了Fe-Mn-Si合金的电子结构与FCC相稳定性的关系.Si元素使Fe原子的d带空穴数减少,而Mn的影响较复杂.以此为基础,从电子浓度的角度解释了这两种元素对合金层错能的影响,并结合对合金结合能的计算结果——Si降低合金的结合能而Mn的作用相反,阐述了Mn降低而Si升高马氏体相变温度的物理原因.在不同方向上施加应力时,合金的电子结构发生变化,Fermi能级处的总态密度有明显提高.从Fermi能级附近的能谱变化可看出,应变使能隙减小,能级的简并性提高.在同一方向上施以不同的应变,中心原子的3d和4s轨道上的电子数减少,3d局域态密度变窄,且峰值增加.对比电子密度的变化,在应力方向上的成键轨道有减弱的趋势,而在垂直于应力的方向上出现增强,导致FCC结构的稳定性降低.这是外场(应力)作用下合金的马氏体相变温度提高的重要原因.更多还原