新型超硬材料AlMgB14高温高压物态方程和力学性质的第一性原理计算

新型三元超硬复合材料AlMgB14由于具有硬度高、密度低、热稳定性好、导电性能好且制作成本低等一系列优良特性，而成为超硬材料领域的研究热点。本文基于密度泛函理论的第一性原理算法，运用计算机模拟技术，模拟实际实验中难以达到的高温和高压条件，结合Kohn-Sham方程的自洽求解计算新型超硬材料AlMgB14在高温高压下的力学性质、物态方程。从而对比获得其物理化学性质与高压弹性常数，并讨论其背后的物理本质。本文首先对AlMgB14进行结构优化；其次，计算在不同原胞体积下所对应的晶格总能量，获得了AlMgB14的状态方程参数、热力学性质及其随温度和压力的变化关系。同时也研究了常压及加压时，AlMgB14晶体的弹性性质的特点及变化情况。研究结果不仅构建了微观结构AlMgB14与其宏观物理特性之间的桥梁，同时为其材料的工程应用和基础理论研究提供良好的帮助，而且本论文采用的理论计算方法还可以应用到其它材料的物态方程研究中。