以团簇加连接原子模型解析Cr-C共晶成分∗

王同 胡小刚 吴爱民 林国强 于学文 董闯†

1)(大连理工大学,三束材料改性教育部重点实验室,大连 116024)2)(大连纳晶科技有限公司,大连 116600)

以团簇加连接原子模型解析Cr-C共晶成分∗

王同1)胡小刚1)2)吴爱民1)林国强1)于学文2)董闯1)†

1)(大连理工大学,三束材料改性教育部重点实验室,大连 116024)2)(大连纳晶科技有限公司,大连 116600)

(2016年11月9日收到;2017年2月3日收到修改稿)

Cr-C体系材料是重要硬质防护涂层的代表,具有共晶特征.我们的前期工作指出,共晶合金满足双团簇近程序结构模型,由两种稳定液体亚单元构成,各自满足理想非晶团簇成分式,这里的第一近邻团簇来自相关共晶相.显然共晶成分解析的关键在于获得团簇,而相结构中往往存在多种团簇,进入到非晶/共晶团簇成分式的主团簇定义是关键环节.本文通过应用Friedel振荡理论及原子密堆,以团簇分布的球周期性及孤立度为判据,以Cr-C共晶相为例,进一步细化了共晶相中的主团簇选择流程,再搭配以2,4或6个连接原子,获得了描述共晶成分Cr86C14和Cr67.4C32.6的双团簇成分式:[Cr-Cr14+C-Cr9]CrC3和[C-Cr9+C-Cr8]C6,其中四种团簇分别来自共晶相Cr,Cr23C6,Cr7C3和Cr3C2.该工作进一步证实了团簇加连接原子模型在共晶点解析中的普适性,并从理论上支持了相关的材料设计.

Cr-C,团簇加连接原子模型,共晶点,主团簇

1 引 言

广泛使用的硬质防护涂层主要为金属与类金属体系,而其中过渡金属与C的体系几乎都呈现共晶特征,例如Cr-C体系含有两个共晶点Cr86C14和Cr67.4C32.6,所有Cr-C化合物均为共晶相,常用的硬质防护……