铁基合金渗氮（碳）过程中稀土催化机理第一性原理研究

项目名称： 铁基合金渗氮（碳）过程中稀土催化机理第一性原理研究

项目编号： No.51401113

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 由园

作者单位： 齐齐哈尔大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 渗氮（碳）是铁基合金表面强化的重要手段，稀土元素的添加能够增加共渗层厚度，减少处理时间，改善共渗层组织结构，使改性层获得良好的强韧配合，相应的工艺技术已应用于工业生产中。然而，渗氮（碳）过程中稀土的催化机理研究鲜有报道，亟需深入的研究。因此，本研究采用第一性原理计算，结合HRTEM和EBSD等分析测试方法，表征铁基合金稀土渗氮（碳）层的表面与界面结构及其性质，获得溶质原子在表面和界面上的吸附、偏聚和扩散行为及其相互作用，阐明稀土元素对其它溶质原子（包括外来间隙原子氮和碳，外来置换原子铝、硅、钛、钒、铬、钴、镍、铜、铌、钼）在表面和界面处的行为和相互作用的影响，并结合稀土渗氮（碳）层组织结构与性能研究，从固溶体内部、表面和界面三个方面来揭示稀土共渗层的强韧化机制和稀土的催化机理，为稀土共渗工艺技术创新、稀土掺杂改性新材料设计制备及其应用提供支撑，具有重要的理论研究意义和应用价值。

中文关键词： 第一性原理；稀土；催化；渗氮（碳）；铁基合金

英文摘要： Carburizing and nitriding are important methods to strengthen the surface properties of iron-base alloys. Rare earth (RE) addition increases the thickness, reduces the processing time, improves the microstructures and mechanical properties of the carburiz

英文关键词： First-principles；Rare-earth；Catalyzing；Nitriding or carburizing；Iron-base alloys