?
Thermal expansion anisotropy of Fe23Mo16 and Fe7Mo6 μ-phases predicted using first-principles calculations
Интерметаллическая μ-фаза, выделяющаяся в сталях и суперсплавах, может заметно снижать механические свойства их матрицы. Несмотря на важность разработки суперсплавов и сталей, термодинамические свойства и направления теплового расширения μ-фазы до сих пор изучены недостаточно. В данной работе пути теплового расширения, упругие, термические и термодинамические свойства μ-фаз Fe23Mo16 и Fe7Mo6 изучаются с использованием квазигармонического подхода Дебая-Грюнайзена, основанного на первых принципах. Используется метод, позволяющий избежать дифференциации по многим переменным. Сравнивались свободные энергии, состоящие из вкладов электронной, колебательной и магнитной энергии, рассчитанные вдоль различных путей теплового расширения. В качестве траектории теплового расширения был выбран путь с наименьшей свободной энергией. Было предсказано отрицательное тепловое расширение соединения Fe7Mo6, в то время как Fe23Mo16 демонстрирует обычное тепловое расширение. Тепловые расширения обоих этих соединений неизотропны. Были предсказаны упругие константы, модули, теплоёмкости, температуры Кюри и Дебая. Полученные результаты удовлетворительно согласуются с имеющимися экспериментальными данными. Изучены физические факторы, влияющие на стабильность Fe23Mo16 и Fe7Mo6. В настоящем исследовании представлена важная характеристика теплового расширения μ-фазы системы Fe–Mo, которая может пролить свет на будущие разработки.