TiN的熔点及力学性能的电子理论分析.pdfVIP

维普资讯 19 92年 吉 林 大 学 自 _恺 科 学 学 报 第 1期 N0． 1 ACTA SC1ENTIARDM NATURAL1UM UNIVERS1TAT1SJILINENS1S 1 9 9 2 TiN 的熔点及力学性能的电子理论分析 柴卫平 郑伟涛 胡安广 张瑞林 (吉林大学材料科学系，长春 提要 本文应用键距差舟析方法舟析 了体材TIN的价 电子结构．在此基础上计算了TiN 的熔点 井对TiN 的力学性能进行了能观探讨， 关毽调 价键 ．熔点，超硬材牲 TiN做为工具钢涂层材料．目前在制备工艺方面 已得到较为深入的研究．同其它材料相 比 ·TiN具有超硬、高强、脆性低、韧性好的优 良性能．因此 ，它在许多应用领域变得 日益重 要，本文在前文 实验工作的基础上 ．从微观角度对体材 TiN 的实验力学性 能进行了理论 探讨，并给出了用电子理论分析得到的TiN熔点的计算结果． 1 TiN的价电子结构分析 为了便于比较，我们首先对纯 Ti的价电子结构进行分折，当温度为 2O℃时，纯 Ti为密 集六方 ^ 结构，其晶格常数为d=o．29504llm．f=0．46833nm．应用键距差分析方法 ．并 选 的杂化状态为a=Al1．我们得到如表 l所示的纯 Ti的价 电子结构分析结果， 对于体材TiN，我们的实验 表 12O℃时纯T-的价电子结构分析 结果及其它实验结果表明，TiN 链 技 J． ． 百(．)cnlⅡ) D (nml ~D(nm 的晶体结构属 于 NaCt型结构． 6 1 0，2472 0．29109 0 28955 0，O0154 6 0，8361 0，2070 0．29656 0．29505 0．00154 且其实验 晶格常数为 a一0，424 6 0．0I80 0，0045 0．41492 0．41338 0 00154 Ylm．应用上述方法 ．可得到如表 2 0，O030 0．0008 0 46984 0．46830 0，00154 2所示的TiN的价 电子结构分折 6 0．0O08 0 0002 0．5l256 0．51l02 0．00154 (1】一0】2400nmI∑ =54712| 0．0710nm 结果． 表 2 TIN的 电子结掏分析 收稿 日期 1991—07—3 ～ 84 — 维普资讯 2 TiN 的熔点计算 根据 电子理论 “]，熔点的理论计算公式为： = { +苗～ ) 其中R为普适气体常数 。b为反映内壳电子的屏蔽、库仑能和交换能总效应的系数．对 T， N，b值分别为 =191．1586×10‘J／(nm ·oto1)，占N一135．1699×10J‘／(am ·oto1)。 为最 强键上的共价电子数 。 为晶格电子数，D(n)是最近邻键的键长，面是晶格电子的有效键距 ： 面=∑ ．『D(．)／∑l (2．2) ，一∑I． 一A，B，C。…)， (2．3) ，和 分别是共价电子和晶格 电子的成键能力 ； f= + ／ + ／ ，