钢铁研究学报

作者：游志强，侯廷平，林恒福，吴开明

单位：1.武汉科技大学理学院，湖北武汉430081；2.武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，湖北武汉430081；3.武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心，湖北武汉430081

关键词：关键词：第一性原理,合金碳化物,磁性,态密度,磁致磁性

摘要：利用第一性原理研究了碳化物M23C6（M=Fe，Cr）的晶胞结构、磁矩和态密度，并结合魏氏分子场理论分析了磁场作用下一些碳化物的磁致磁性。结果显示：Fe20Cr3C6碳化物中的Fe3和Fe4原子连接组成稳定的晶格框架，Cr1、Cr2和C原子位于框架中心；Fe20Cr3C6的磁性主要来源于Fe和Cr原子的3d轨道贡献，并且贡献的方向相反，Fe23C6和Fe20Cr3C6中存在sp和pd轨道杂化；Fe20Cr3C6中具有负磁矩的Cr原子，削弱了紧邻Fe原子以及碳化物整体的磁矩；磁场作用下，碳化物的铁磁态相区扩大，磁矩增大。最终发现，碳化物M23C6在中温相变时依旧保持着较强的磁性，且磁场诱导磁性增加，可以预测，强磁场能够改变碳化物M23C6的析出稳定性。上述工作揭示了强磁场和温度耦合作用下复杂碳化物的结构、磁性及其稳定性影响的内在关联机制。

来源：2021年第4期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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