MgEr金属间化合物稳定性与电子结构的第一性-中国有色金属学报.PDF

第 24 卷第 2 期 中国有色金属学报  2014 年 2 月  Volume 24 Number 2  The Chinese Journal of Nonferrous Metals  February2014  文章编号：1004­0609(2014)02­0343­08  Mg­Er 金属间化合物稳定性与电子结构的 第一性原理研究 1  1  1  2  3  王文静  ，刘子利  ，刘希琴  ，张志东  ，王渠东  (1.  南京航空航天大学 材料科学与技术学院，南京 210016；  2.  山东蒙沃变速器有限公司，临沂 273300；  3.  上海交通大学 材料科学与工程学院，上海 200240)  摘 要：采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势方法优化 Mg­Er 合金体系中 MgEr、Mg Er 和 Mg Er 这 3 种 2 24 5  金属间化合物的结构模型，通过形成热、结合能和电子结构的计算分析了化合物的稳定性与其晶体结构的内在联 系。结果表明：3种 Mg­Er 金属间化合物的形成热和结合能均为负值，化合物的形成能力和稳定性均随着化合物 中Er含量的降低而降低。在费米能级低能级区域，Mg 的3s、2p轨道与 Er 的4f、5d轨道发生重叠，产生了轨道 杂化；在费米能级高能级区域，Mg 的2p轨道与 Er 的5d轨道也存在少量的杂化。随着化合物中 Er含量的降低， 化合物中平均每个原子在费米能级低能级处的成键电子数减少，化合物的稳定性降低。在Mg、Er 原子周围均有 大量的电荷存在，呈典型的金属键特征，Mg、Er  之间的电子云只有部分重叠，交界处电荷的畸变不大。Mg­Er  金属间化合物的价键结合具有金属键和共价键两重性，其中金属键占主导地位。Mg、Er  原子的电荷转移量随化 合物中 Er含量降低而减少，化合物的共价键性降低，稳定性下降。 关键词：Mg­Er 金属间化合物；第一性原理；稳定性；电子结构 中图分类号：TB331  文献标志码：A  First­principles study on structural stabilities and electronic  structures of Mg­Er intermetallic compounds  1  1  1  2  3  WANG Wen­jing , LIU Zi­li ,LIU Xi­qin , ZHANG Zhi­dong , WANG Qu­dong  (1. School of Material Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,  Nanjing210016,China;