人工晶体学报

作者：张好强, 曹幸飞, 吴昱鑫, 张舵, 侯锁霞

单位：华北理工大学机械工程学院,唐山 063210

关键词：第一性原理,WC/Co界面,La掺杂,结合强度,电子结构,断裂韧性,

基金：河北省自然科学基金(E2021209026)

WC/Co硬质合金的界面结合强度取决于其界面性质。本文运用基于密度泛函理论的第一性原理,构建了6种WC(0001)/Co(111)界面模型,在此基础上,从电荷转移、成键方式和价电子分布等角度分析了La掺杂对WC(0001)/Co(111)界面稳定性最弱和界面稳定性最强模型的影响机理。结果表明:在6种界面模型中,稳定性最弱的是W-OT-Co界面,有最大的界面距离、最小的黏附功和最高的界面能,裂纹倾向于出现在界面;稳定性最强的是C-HCP-Co界面,有最小的界面距离、最大的黏附功和最小的界面能,裂纹倾向于出现在基体;当稀土La分别替换W-OT-Co模型Co侧第二层的Co原子,以及C-HCP-Co模型WC侧第二层的W原子时,两个界面距离才会都变小、黏附功都增大,但强化界面效果不同;掺杂稀土La后,W-OT-Co界面的键合方式为弱离子键和金属键的结合,C-HCP-Co界面的键合方式为强共价键、离子键和金属键的结合,界面更稳定;La在稳定堆积构型C-HCP-Co上的最优掺杂位点将显著提高WC/Co硬质合金的界面结合强度。

来源：2024年第12期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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