二元Fe-Al合金中3d电子行为及超精细相互作用研究

论文摘要

采用符合正电子湮没辐射多普勒展宽装置和寿命谱仪研究不同化学成分的二元Fe-Al合金中的微观缺陷、电子密度以及Fe 3d-Al 3p电子的交互作用,合金元素对Fe-Al合金中微观缺陷、电子密度和3d电子的影响。分析有序和无序Fe-Al合金的穆斯堡尔谱,获得合金中的超精细相互作用信息。研究微观缺陷、3d-3p电子作用以及超精细相互作用对Fe-Al合金脆性和磁性能的影响。实验结果如下:（1）当Fe和Al原子形成Fe-Al合金时,由于晶格中最邻近的Fe-Al原子对之间发生Fe d-Al p杂化作用,Al原子的3p电子与Fe原子的3d电子被局域化并形成共价键,导致合金中参与形成金属键的自由电子数量减少,并降低e+与3d电子湮没的概率。（2）随着合金中Al含量的增加,二元Fe-Al合金晶格中的3 d-3 p电子作用增强,d-d电子作用减弱,因此e+与高动量3d电子湮没的概率迅速降低。（3）二元Fe-Al合金中的结构空位的浓度随着合金中Al含量的增加而迅速增加。（4）Al含量低于25at%的Fe-Al合金,其穆斯堡尔谱是展宽的六峰谱线;Al含量在40～52at%的Fe-Al合金其穆斯堡尔谱是展宽的单峰谱线。即有序DO3-Fe3Al合金是铁磁性的,而完全有序B2-FeAl合金是无磁性的。即在有序的B2-FeAl合金中,每个Fe原子的平均磁矩为零。这是由于在有序B2-FeAl合金中,晶格中最邻近的Fe-Al原子对之间发生Fe d-Al p杂化作用,从而减小了Fe原子的磁矩。（5）将有序B2-FeAl合金进行球磨30小时后,再测量该粉末的穆斯堡尔谱,得到的是展宽的多峰谱线。这表明,可以通过无序化来提高FeAl合金的磁矩。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 Fe-Al金属间化合物的研究现状
• 1.3 Fe-Al金属间化合物的性能
• 1.3.1 物理性能
• 1.3.2 磁性
• 1.3.3 电学性能
• 1.3.4 抗腐蚀性能
• 1.3.5 脆性
• 1.3.6 力学性能
• 1.4 本课题研究的任务和意义
• 第二章 正电子湮没谱学
• 2.1 引言
• 2.2 正电子湮没谱学的基本原理
• 2.2.1 正电子在材料中的湮没
• 2.2.2 正电子湮没率与电子密度
• 2.2.3 正电子两态捕获模型
• 2.3 正电子湮没实验方法
• 2.3.1 正电子寿命测量
• 2.3.2 多普勒展宽谱测量
• 第三章 Al含量对Fe-Al合金中微观缺陷和电子密度的影响
• 3.1 Fe-Al金属间化合物的微观结构
• 3.2 Fe-Al合金的寿命谱实验研究
• 3.2.1 Fe-Al合金概述
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 数据处理
• 3.2.4 实验结果与讨论
• 3.3 小结
• 3Al和FeAl合金中的3d电子研究'>第四章 Fe₃Al和FeAl合金中的3d电子研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 小结
• 第五章 Fe-Al合金超精细作用研究
• 5.1 引言
• 5.2 穆斯堡而效应理论
• 5.3 实验方法
• 5.4 结果与讨论
• 5.5 小结
• 第六章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间完成论文情况