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二硼化物固溶体(Ti/Zr)1-x(Ta/Nb)xB2的结构稳定性和力学性能的第一性原理研究
文献摘要:
通过超晶胞(SC)方法和虚拟晶体近似(VCA)方法的第一性原理计算,研究了金属二硼化物固溶体(Ti/Zr)1-x(Ta/Nb)xB2(0≤x≤1)的形成能、混合能、晶格常数、体积、弹性常数、熔点、弹性模量、维氏硬度、断裂韧性和态密度.结果表明,二硼化物固溶体(Ti/Zr)1-x(Ta/Nb)xB2的结构稳定性随掺杂浓度的增加而降低.Ti1-x(Ta/Nb)xB2的体积随着掺杂浓度的增加而增加,这是因为Ta和Nb的原子半径大于Ti.而Zr1-x(Ta/Nb)xB2的体积逐渐变小,这归因于Ta和Nb的原子半径比Zr小.并且,二硼化物固溶体(Ti/Zr)1-x(Ta/Nb)xB2是力学性质稳定的脆性材料.特别地是,Ta和Nb的掺杂剂可明显改善固溶体(Ti/Zr)1-x(Ta/Nb)xB2的脆性和体积模量以及断裂韧性,但硬度会降低.
文献关键词:
第一性原理;金属二硼化物;结构稳定性;力学性能
中图分类号:
作者姓名:
刘长鸣;刘士余;刘彦昱;严达利;余浅;任海涛;于彬;李德军
作者机构:
天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387;南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室,天津300071
文献出处:
引用格式:
[1]刘长鸣;刘士余;刘彦昱;严达利;余浅;任海涛;于彬;李德军-.二硼化物固溶体(Ti/Zr)1-x(Ta/Nb)xB2的结构稳定性和力学性能的第一性原理研究)[J].稀有金属材料与工程,2022(10):3679-3688
A类:
xB2,金属二硼化物
B类:
固溶体,Ta,Nb,结构稳定性,第一性原理研究,晶胞,SC,虚拟晶体近似,VCA,第一性原理计算,形成能,晶格常数,弹性常数,熔点,弹性模量,维氏硬度,断裂韧性,态密度,掺杂浓度,Ti1,原子半径,Zr1,归因于,力学性质,脆性材料,掺杂剂,体积模量
AB值:
0.237978
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