超硬B-C-N化合物晶体和电子结构的第一性原理研究

基于第一性原理,利用密度泛函理论(DFT)在广义梯度近似(GGA)下的从头计算平面波超软赝势方法,从超硬材料BeCN2的结构(I-42d)出发,设计了B-C-N三元化合物,计算了弹性常数、声子谱、态密度、理论维氏硬度和高压下的物性变化.结果表明:四方结构B-C-N三元化合物有B2CN、BC2N和BCN2三种不同晶胞,其中BC2N力学稳定性和动力学稳定性较好.BC2N体积模量高达338 GPa,晶体结构中存在金属键,具有很强的共价键.BC2N的维氏硬度为49.0 GPa,属于超硬材料.压缩率低于超硬材料cg-CN,杨氏模量、体积模量、剪切模量和泊松系数均随外压的增大而增大,反映出结构的刚性、抗横向、切向及纵向形变能力增强.     

氟硅烷偶联剂在α-铁表面疏水性能模拟研究

利用分子动力学研究了十三氟辛基三甲氧基硅烷(PFOTMS)、十三氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTES)、十七氟癸基三甲氧基硅烷(HFTMS)在α铁(111)与(110)晶面上的吸附及疏水行为,分析了径向分布函数、结合能、相对浓度等参量,探讨了三种氟硅烷偶联剂与金属铁表面的作用机理,并对其对铁表面的改性进行了分析。羟基化处理后,相比(110)表面,三种氟硅烷偶联剂与(111)晶面的吸附更为牢固,并且PFOTMS与羟基铁表面吸附最牢固。径向分布函数表明,三种氟硅烷偶联剂均易与羟基铁表面形成氢键,覆盖铁表面形成稳固的结合。氟硅烷偶联剂大大提高了铁表面的疏水性并阻止了铁表面与外界直接接触,在(111)表面上,PFOTMS疏水性最好,在(110)表面上,三种氟硅烷偶联剂疏水性能差别不大。