Влияние активных химических элементов смазочно-охлаждающих жидкостей на свойства поверхностных слоёв деформированного железа. II. Электронная структура и характер межатомных связей приграничных областей зёрен и их фрагментов - Тихонович, В.В. (Металлофизика и новейшие технологии, 2016)
С помощью спин-поляризованных зонных расчётов в методе LAPW с градиентной аппроксимацией электронной плотности (GGA–generalized gradient approximation) проанализировано влияние активных химических элементов рабочей среды на электронную структуру и характер межатомных связей в приграничных областях зёрен и их фрагментов. Насыщение приграничных областей зёрен и их фрагментов атомами углерода, которые находятся в октапорах ОЦК-железа, приводит к образованию прочных ковалентных связей между атомами углерода и атомами железа. Самые слабые межатомные связи в объёме металла образуются в местах скопления в приграничных областях зёрен и их фрагментов атомов фосфора, серы и хлора, которые проникают в поверхностные слои железа из смазочно-охлаждающих жидкостей. Эти участки являются наиболее предрасположенными к локальной пластической деформации металла. Наименьшее сопротивление сдвигу атомов оказывают места скопления атомов хлора, наибольшее – места скопления атомов фосфора. Интенсивная локальная пластическая деформация металла в местах скопления атомов хлора может приводить к образованию метастабильных атомных кластеров Fe—C—O. Эти кластеры и окружающие их атомы железа разделяют участки с пониженной электронной плотностью, что приводит к ограниченному участию валентных электронов в формировании связей между ними и относительно лёгкому смещению структурных фрагментов вдоль границ, образованных этими кластерами. Поэтому скопление атомных кластеров Fe—O—C в приграничных областях зёрен и их фрагментов может способствовать возникновению приповерхностных участков с увеличенной пластичностью материала.