Fe3X(X=Al,Si,Ga)合金力学性质与相稳定性的第一性原理研究

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运用基于密度泛函理论的EMTO方法系统研究了Fe3X(Al,Si,Ga)合金的力学性质。计算得到了Fe3X合金处于无序的A2相、有序的DO3相和L12相结构时的弹性常数,并深入分析了原子占位的有序性与磁有序性的关联。结果表明:Fe3Al合金的铁磁L12相为非稳定相,而DO3相和A2相的动力学稳定性(C′)依赖于合金的磁有序性。非磁A2相不稳定,而非磁的DO3相是稳定的且其C′比铁磁相略大,说明磁有序性使得无序相稳定。对于Fe3Si合金,铁磁DO3相是稳定的,具有较大的C′,然而非磁相的C′是负值,说明铁磁性才能保证该相的稳定性。铁磁性使得L12相的C′相对无磁相增加一倍左右,使得体系稳定。Fe3Ga合金中,L12相在低温铁磁态中热力学和动力学均为稳定相,这与相图相符。铁磁性使得DO3相动力学弱稳定,而使得L12相稳定。总之,Fe3X(Al,Si,Ga)合金的动力学稳定性与磁有序性和原子占位有序性以及结构的强烈关联,使得一些低温相是由于铁磁性而稳定的。
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