不同原子堆垛的WC(0001)/TiN(111)涂层界面的结合强度建模与分析

摘要

WC(0001)与TiN(111)涂层界面的结合强度取决于其界面性质。本文采用第一性原理讨论WC(0001)与TiN(111)界面的结合能、界面能、电子结构和成键情况。结果表明:(1)在所有考虑的终端界面之中,结合能从大到小依次为C-HCP-Ti界面(9.19 J/m2)、W-OT-Ti界面(4.28 J/m2)、W-OT-N界面(2.98 J/m2)。(2)C-HCP-Ti界面存在强共价键,两者结合强度最强。W-OT-Ti界面存在共价键和部分金属键,结合强度次于C-HCP-Ti界面结合强度。对于W-OT-N,其界面结合强度为弱共价键,结合强度相对较弱。(3)在整个ΔμC范围内W-OT-Ti、W-OT-N和C-HCP-Ti三种界面的界面能为负,说明这三种界面具有超高稳定性。