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本文研究了Cr–Ti–C体系中(Ti,Cr)Cx的自蔓延反应路径和Cr对Cr–Ti–C体系自蔓延反应过程中相演变的影响,并利用第一性原理研究了TiCx晶格中Cr置换Ti原子对(Ti,Cr)Cx晶胞的影响。Cr–Ti–C体系中(Ti,Cr)Cx的自蔓延反应路径为:在882℃发生α–Ti→β–Ti相转变。β–Ti与Cr之间发生原子扩散,在Ti、Cr颗粒接触面形成以Ti元素为主的(βTi,Cr)壳层,随后,β–Ti和C形成低计量比的TiCx,(βTi,Cr)和C形成(Ti,Cr)Cx。随着温度的升高,TiCx和(Ti,Cr)Cx含量逐渐增加,(βTi,Cr)层包裹在整个Cr颗粒表面并逐渐向内部扩展。由于体系温度提高,以及(βTi,Cr)与C固–固反应释放的热量,(βTi,Cr)局部首先熔化形成Ti–Cr二元液相,大量C原子扩散进Ti–Cr二元液相形成Ti–Cr–C三元液相,自蔓延反应被引燃,析出大量(Ti,Cr)Cx颗粒。部分TiCx在高温下熔化,溶解在Ti–Cr–C液相中,未熔化的TiCx作为(Ti,Cr)Cx形核继续生长。当自蔓延反应结束后,剩余的液相在降温过程中析出CrTi4或者Cr2Ti,以Cr2Ti为主。Cr–Ti–C体系自蔓延反应的引燃机制是(βTi,Cr)与C固–固反应。淬熄试样中的CrTi4和Cr2Ti并不是通过Ti、Cr直接反应形成的,而是先通过固–固扩散反应形成(βTi,Cr),在降温的过程中形成CrTi4和Cr2Ti。(βTi,Cr)中的Cr含量决定着淬熄试样中形成Cr–Ti化合物的种类。空位导致TiCx和(Ti,Cr)Cx的形成能增大,结构稳定性降低;Cr置换Ti原子使(Ti,Cr)Cx的形成能减小,结构的稳定性提高;在一定范围内,Cr原子数目越多,稳定性越好。Cr置换TiCx中的Ti原子时,形成的Cr–C键的长度小于Ti–C键的长度,同时与Cr–C键对应的Ti–C键的长度也变短,导致整个(Ti,Cr)Cx晶格收缩,晶格参数和晶胞体积变小。