Fe-Co合金晶格参量、原子磁矩及比热特性的价键理论分析
来源期刊：中南大学学报(自然科学版)1987年第4期
论文作者：马柳莺 毛顶雄 谢佑卿
文章页码：445 - 451
关键词：钴合金； 黑色金属合金； 晶体点阵； 体心点阵； 参数； 原子磁矩； 比热； 结合能； 有序—无序转变； 叠加原理； Fe-Co合金； 特征晶格参量； 价键理论
Key words：cobalt alloys; ferrous alloys; crystal lattices; body-centered lattices; parameter; atomic magnetic moment; specific heat; binding energy; order-disorder transformation; superposition principle
摘 要：0-75at%Co的Fe-Co合金,具有一系列的物理性质。运用新建立起来的固溶体综合理论,对此作出了较为满意的解释。原子态主要受最近邻〈F.N.N〉原子的影响。设i元素的原子状态以F.N.N中溶质原子个数j标记,则j特征原子态特征参量可表为Qij;相应的状态浓度为cij,它服从随机分布规律: c1j=（j!/（J-j）!j!）（1-c）J-j+1cj c2j=（j!/（J-j）!j!）（1-c）J-jcj合金相应的平均参量Q=∑cijQij称之为特征参量相加定律。根据Fe-Co合金实验规律,并利用上述定律,确定了Fe,Co原子的特征态以及与之相应的特征参量;再代入同一公式,算出了无序合金α-c,m-c理论曲线。认为有序化过程中,各特征原子态的价电子结构不变,只是状态浓度发生变化,导致合金性质改变。利用有序度的概念,以及根据统计学观点,导出了Fe,Co特征原子态浓度计算式: cFsj=（J!/（J-j）!j!）{（1/2）（c+η/2）（1-c+η/2）j-i（c-η/2）j+（1/2）（c-η/2）j+J（1-c-η/2）J-j} cCoj=（J!/（J-j）!j!）{（1/2）（1-c-η/2）（c-η/2）j（1-c+η/2）J-j +（1/2）（1-c+η/2）（c+η/2）J-j}计算结果,最大有序度合金与无序合金的α-c曲线在38at％Co处相交,这与实验结果极为一致;有序合金的平均原子磁矩均比无序的大,亦与实验规律相吻合。将特征参量相加定律应用于合金平均结合能Ec计算中,对该合金比热特性作出了解释。计算结果表明,有序→无序转变,是结合能高〈即努阱深〉的态向势阱浅的态之转变过程,从而,出现正常比热峰;正常比热峰温度TNS-C曲线与Ec-c理论曲线有类似的变化规律,说明TNS高低应由有序合金结合能决定。当加热有序合金至一特定温度Tas时,发生部分有序→无序转变,这是势阱很深的态向势阱浅的态之转变过程,需要很高的激活能,出现正的反常峰;当加热无序合金时,情况将与上述相反,故将出现负的反常峰。此外,认为相互转变的两态间特征结合能差值愈小,则激活能愈小,转变量愈大,比热峰愈高。以此解释了反常比热峰温度Tas以及峰高与Co含量的关系。
Abstract: On the basis of Empirical Electron theory, two new concepts, characteristic atomic states andcharacteristic parameters, have been proposed and an additive law of characteristic parametersestablished. The paper will determine the characteristic states of Fe and Co atoms in Fe-Co alloyswith b.c.c. structure and their characteristic parameters (lattice parameter, atomic magnetic moment and c hesive energy), calculate the a-c, m-c and Ec-c curves of the ordered and disordered Fe-Co alloy.The characters of normal and anomalous specific heat peaks of Fe-Co alloys will be discussed.
