【摘 要】
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本文利用第一原理的方法计算了Fe3Al和Fe3AlX(X=H，B，C，N和O)金属间化合物分别在顺磁和铁磁状态下的晶格常数、弹性常数、体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比、磁矩以及电子结
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本文利用第一原理的方法计算了Fe3Al和Fe3AlX(X=H，B，C，N和O)金属间化合物分别在顺磁和铁磁状态下的晶格常数、弹性常数、体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比、磁矩以及电子结构特性。计算结果表明在顺磁状态下的晶格常数比铁磁状态下的晶格常数小。由于磁性的影响，铁磁状态下的体积模量比顺磁状态下的体积模量小。分析表明C、N和H元素的加入使得Fe3Al的平均价键强度有所增强，而B和O元素的加入在不同磁性状态的作用不同，平均价键强度得到增强或减弱。
由计算的晶体弹性常数可知，Fe3AlX(X=H，B，C，N和O)金属间化合物满足力学稳定性条件。利用Voigt-Reuss-Hill(VRH)近似得到了多晶的弹性性质，由Pugh判据可知，Fe3Al、Fe3AlH和Fe3AlO都呈现韧性性质。顺磁状态下的Fe3Al、Fe3AlB、Fe3AlO和铁磁状态下的Fe3Al、Fe3AlO、Fe3AlC的B/G值都高于1.75，表明都呈现韧性性质，且Fe3Al的顺磁状态的韧性最好，其次是铁磁状态的Fe3Al。电子态密度和电荷密度差的计算表明，Fe-d态是电子态密度的主要贡献者，也是磁性的主要来源。在Fe原子的磁性的影响下，Al和H、C、B、O会有微弱的磁性出现。Fe3AlH、Fe3AlO、Fe3AlC和Fe3AlB呈现金属键和离子键共存的特性。基于准谐德拜模型估算了德拜温度、热容、格律乃森(Grüneisen)常数、热膨胀系数、自由能等热物理性质和参数，并计算了其随温度和压强变化的趋势。
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