首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 250 毫秒
1.
采用第一性原理的密度泛函理论平面波赝势法,通过广义梯度近似研究了Ti_3AC_2相(A=Si,Sn,Al,Ge)的相结构、能量、电子结构和弹性性质.首先对六方晶相结构的Ti_3AC_2(A=Si,Sn,Al,Ge)四个相进行几何优化,对其能带结构、总态密度、分态密度和电荷密度分布以及弹性性质进行研究,并计算各相的内聚能与形成能.计算结果表明:Ti_3GeC_2较其他三相稳定,Ti_3AlC_2的形成能最低,说明Ti_3AlC_2较Ti_3SiC_2,Ti_3SnC_2和Ti_3GeC_2更易生成;Ti_3AC_2(A=Si,Sn,Al,Ge)各相在费米能级处的电子态密度较高,材料表现出较强的金属性,同时各相的导电性为各向异性.Ti_3AC_2(A=Si,Sn,Al,Ge)各相的导电性主要由Ti的3d电子决定,A(A=Si,Sn,Al,Ge)的p态电子和C的2p态电子也有少量贡献.决定材料电学性质的主要是Ti的3d,A的P和C的2P态电子的P-d电子轨道杂化,而P-d电子轨道杂化成键则使材料具有比较稳定的结构;对Ti_3AC_2相(A=Si,Sn,Al,Ge)弹性性质的研究表明Ti_3AlC_2的原子间结合力较弱,而Ti_3GeC_2的原子间结合力相对较强,材料的强度较大.  相似文献   

2.
采用软件CASTEP模拟Ti-Al金属间化合物的晶体结构、力学性质和电子性质.分析在0 K、0 GPa时,Ti-Al存在的四种热力学稳定结构:TiAl3、TiAl2、TiAl、Ti3Al,发现TiAl3、TiAl2、TiAl可以看作由Al的面心立方结构衍化而来,而Ti3Al的结构与Ti相似,为密排六方结构.随着Ti摩尔分数的增加,TiAl3、TiAl2、TiAl、Ti3Al的体模量相当,剪切模量和Vickers硬度逐渐减小;Pugh比k值也逐渐减小,表示韧性逐渐变好.最后对态密度、Mulliken布居分析等进行模拟,发现这四种结构Ti-Al键都具有金属性、共价性及弱的离子性.  相似文献   

3.
利用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算TiCrTaV多组元合金中两种BCC结构的结构稳定性、力学性能、德拜温度、电子结构和布居分析.生成焓和内聚能结果表明BCC1的结构稳定性更好,更容易形成.弹性常数和模量表明BCC1的强度和韧性更强,BCC2的抗剪切能力和刚度更好,两种结构均具有弹性各向异性.德拜温度和Grüneisen参数结果表明BCC2的键合强度和热稳定性更好.电子结构和布居分析表明两种结构均包含共价键和金属键. Ta原子形成的共价键强度更大,金属键仅存在于Ti、Cr和V原子之间.元素成键后Ti和V原子失去电子,Cr和Ta原子得到电子.  相似文献   

4.
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法对Ti_3(Sn_xAl_(1-x))C_2(x=0,0.25,0.5,0.75,1)固溶体的晶格结构、结构稳定性、电子结构、力学和热学性质进行了系统的理论研究.研究结果表明:Ti_3(Sn_xAl_(1-x))C_2固溶体具有金属性,都是热力学和力学稳定的脆性材料;Sn原子掺杂能在一定程度上提高材料的力学性能,当Sn原子掺杂浓度为0.75时有最大的体积模量,而掺杂浓度为0.5时有最大剪切模量.此外,Ti_3(Sn_xAl_(1-x))C_2固溶体都具有较高的熔点和德拜温度,其中Ti_3AlC_2,Ti3(Sn_(0.25)Al_(0.75))C_2和Ti3(Sn_(0.5)Al_(0.5))C_2在室温下的晶格热导率均能达到40 W/(m·K)以上,是良好的导热性材料.  相似文献   

5.
在广义梯度近似(GGA)下,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对BaZr0.5Ti0.5O3的电子结构、力学性质和光学性质进行了理论计算.计算得到该晶体的晶格常数为4.145925 Å,且此材料是一种间隙的半导体材料,价带和导带都来源于Ba原子、O原子的p态和Ti原子、Zr原子的d态电子间的杂化;力学性质的计算得到:BaZrO3和BaZr0.5Ti0.5O3的晶体结构稳定,且BaZrO3晶体掺杂Ti元素后体系的硬度变大;光学计算结果表明BaZr0.5Ti0.5O3的静态介电常数为4.20,吸收主要集中在低能区,静态折射率为2.00,能量损失峰出现在11.59eV处.上述研究结果为BaZr0.5Ti0.5O3材料的设计和应用提供了理论依据.  相似文献   

6.
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算研究了La替位Ti或Al且掺杂浓度分别为1.85 at.%,2.78 at.%,4.17 at.%,6.25 at.%,8.33 at.%,12.5 at.%的γ-Ti Al合金的晶体结构、稳定性和延性等性质.结果显示,杂质La浓度x 12.5 at.%,各个体系均具有较好的能量稳定性,即在一定条件下它们是可以实验制备的,且掺杂合金体系的密度4.6 g·cm~(-3).La掺杂引起晶格参量变化进而导致合金体系的轴比发生变化.La的低浓度(x 6.25 at.%)掺杂使合金体系的轴比相较纯γ-Ti Al更接近于1,这对于改善材料的延性极为有利,其中Ti_(11)La Al_(12)体系的轴比最接近于1,预报其延性最佳.通过对比Ti_(11)LaAl_(12)和Ti_(12)Al_(12)体系的布居数、电荷密度和电子态密度,发现Ti_(11)LaAl_(12)体系延性改善的电子因素为:掺杂使体系内Al(Ti)原子轨道上的电子重新分布,Ti-d轨道和Al-p轨道的电子数均减小,可被p-d杂化轨道局域化的电子数减小,p-d轨道杂化键强度降低,从而使位错移动的阻力减少,延性得以明显改善.电子重新分布改变了部分化学键的性质,部分Al—Ti共价键转化为Al—La离子键,部分Ti—Ti共价键转化为Ti—La金属键,它们的共价性及方向性明显降低,材料金属性增强.在掺杂体系中Al—Al键的平均强度减弱,Al—Ti键和Ti—Ti键的平均强度增强,三者的强度差异明显减小,晶体结构的各向异性程度降低.  相似文献   

7.
Bn(n =2-15)团簇的几何结构和电子性质   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
应用密度泛函理论中的B3LYP方法计算并分析了不同生长模式下Bn(n= 2-15)团簇的几何结构及电子性质.同时,比较和讨论了不同生长模式下硼团簇的原子束缚能、能级间隙和第一电离势.研究表明:直线构型稳定性最低,金属性较强,尤其在n=8时能隙仅有0.061eV,说明该团簇已具有金属特征.平面或准平面构型稳定性最高,非金属性强.立体构型的稳定性与金属性介于直线和平面构型之间.另外,还讨论了基态团簇的束缚能、能量二阶差分、能级间隙和第一电离势随团簇尺寸的变化,结果表明B12与B14是幻数团簇.  相似文献   

8.
王金荣  朱俊  郝彦军  姬广富  向钢  邹洋春 《物理学报》2014,63(18):186401-186401
采用密度泛函理论中的赝势平面波方法系统地研究了高压下RhB的结构相变、弹性性质、电子结构和硬度.分析表明,RhB在25.3 GPa时从anti-NiAs结构相变到FeB结构,这两种结构的弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量和弹性各向异性因子的外压力效应明显.电子态密度的计算结果显示,这两种结构是金属性的,且费米能级附近的峰随着压强的增大向两侧移动,赝能隙变宽,轨道杂化增强,共价性增强,非局域化更加明显.此外,硬度计算结果显示,anti-NiAs-RhB的金属性比较弱,有着较高的硬度,属于硬质材料.  相似文献   

9.
用密度泛函B3LYP/6-31G**计算方法,对不同碳链长度和不同氧化态( V2 +/V+.)紫罗碱二硫醇的平衡几何构型及相应电子结构的研究表明,两种氧化态在吡啶环共面性和前线轨道电子集居上的差异与特征,导致氧化态V2 +成为紫罗碱亲合金原子形成Au-S-nVn-S-Au结构的关键组分,自由基V+.则在该结构的氧化还原电子传导中发挥核心作用.S-S核间距与前线轨道能隙的计算结果表明,在紫罗碱二硫醇单分子电导的测量中,亚甲基数n达到12的分子长度是有效的.  相似文献   

10.
在广义梯度近似(GGA)下,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对BaZr0.5Ti0.5O3的电子结构、力学性质和光学性质进行了理论计算.计算得到该晶体的晶格常数为4.145925 Å,且此材料是一种间隙的半导体材料,价带和导带都来源于Ba原子、O原子的p态和Ti原子、Zr原子的d态电子间的杂化;力学性质的计算得到:BaZrO3和BaZr0.5Ti0.5O3的晶体结构稳定,且BaZrO3晶体掺杂Ti元素后体系的硬度变大;光学计算结果表明BaZr0.5Ti0.5O3的静态介电常数为4.20,吸收主要集中在低能区,静态折射率为2.00,能量损失峰出现在11.59eV处.上述研究结果为BaZr0.5Ti0.5O3材料的设计和应用提供了理论依据.  相似文献   

11.
The site occupancy of the B2 phase in Ti2AlX (X=V, Cr, Fe, Mo, Ta, Nb, Zr, Hf and Re) intermetallics have been studied using first principles pseudo potential plane wave method.The Ti, Al and X atoms are arranged in five different ways, in the lattice sites corresponding to B2 structure of Ti3Al. In Ti3AlX, the X atoms are substituted at the Ti and / or Al sites. Further, the equilibrium lattice constants and the formation energy (Efor) of these intermetallics with different site occupancies in the B2 phase have been predicted. The formation energy values suggest that the B2 phase is stable in all alloys. Amongst the five cases in a particular alloy, stable configuration is identified with the minimum Efor and is further considered for the calculations of mechanical properties. All the alloys are mechanically stable in terms of Born stability criteria and show anisotropic behaviour. All the alloys display ductile behaviour in terms of G/B ratio.  相似文献   

12.
In this work,the equilibrium structure,electronic and elastic properties of L12-ordered Co-Al-W and Co-Al-W-X(X=Ti and Nb)phase were calculated,using first-principles calculations.Among six nonequivalent sites(Al1,Al2,Co3,Co4,W5,W6),Ti and Nb prefer to occupy the W6site,since the formation enthalpy of the system is lowest when Ti and Nb occupy the W。site.Both Ti and Nb most affect the density of states of Al atoms.Compared with the Al2 site,which is the sub-preference site of Ti and Nb,the density of states of Al atoms is higher with the addition of Ti and Nb in the W6site,which means that the latter system is more stable.According to the bulk modulus B,shear modulus G,Young's modulus E,hardness Hv and Poisson's ratioσ,for Co3(AI,W)alloy,the addition of Ti and Nb in the W6site decreases its hardness hut increases its duetility.This work cnnfirms that Ti and Nh can stahilize the Cag(Al,W)alloy and have a positive effect in solving the relatively poor ductility of this alloy,which has important implications for the development of cobalt.based alloys.  相似文献   

13.
Embedded-atom method (EAM) potentials are used to investigate the effects of alloying (e.g. 3d-metals) on the trends of elastic and thermodynamic properties for CuPd3 alloy. Our calculated lattice parameter, cohesive energy, and elastic constants of CuPd3 are consistent with the available experimental and theoretical data. The results of elastic constants indicate that all these alloys are mechanically stable. Further mechanical behavior analysis shows that the additions of Cr, Fe, Co, and Ni could improve the hardness of CuPd3 while V could well increase its ductility. Moreover, in order to evaluate the thermodynamic contribution of 3d-metals, the Debye temperature, phonon density of states, and vibrational entropy for CuMPd6 alloy are also investigated.  相似文献   

14.
王海燕  胡前库  杨文朋  李旭升 《物理学报》2016,65(7):77101-077101
利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了金属元素X (X分别表示V, Nb, Ta, Cr, Mo和W)掺杂对TiAl合金性能的影响. 研究发现, 掺杂可以有效减小合金的各向异性, 增强Ti-Al 原子间的相互作用, 同时增强金属键性, 减弱共价键性, 有利于塑性变形. 在相同的压力下, 不同的掺杂浓度和掺杂元素对体积的影响不同. 通过计算不同掺杂体系的弹性常数、体弹模量和剪切模量可知: 当掺杂浓度为6.25%时, 相对于V, Nb和Ta, Cr, Mo和W掺杂能较好地改善TiAl金属间化合物的韧性; 当掺杂浓度为12.5%时, 相对其他掺杂元素Mo的韧化作用最强. 从Mo掺杂后TiAl体系的分波态密度和电荷密度图, 发现Mo和Ti 原子发生强烈的s-s, p-p, d-d电子相互作用, 有效地束缚了合金中Ti和Al原子的迁移, 有助于提高合金的稳定性和强度.  相似文献   

15.
The structural, elastic, electronic and phonon properties of X3Au (X?=?Ti, Zr and V) compounds in the A15 structure were obtained in the framework of the density functional theory (DFT) within the generalized gradient approximation (GGA). The equilibrium lattice constants, bulk modulus and elastic constants were calculated. The calculation of elastic constants revealed that V3Au has the highest hardness nature and incompressibility along the x-axis among them. The computed elastic constants also provided information about the ductility of X3Au compounds which were predicted using Pugh's criteria. The results indicated that all three compounds have ductile nature. The density of states calculations revealed that electrons of Ti, Zr and V provide most contribution to the conductivity of the compounds and thus cause a metallic bonding. The investigation of stability via phonon spectra of compounds showed that these compounds are dynamically stable in the A15 structure.  相似文献   

16.
Using the density functional theory (DFT) method, the electronic and mechanical properties of perovskites FeBO3 (B = Ti, Mn, Cr) nanostructures were studied in the pressure range of 0–100 GPa. The band structure studies show the change in the band structure upon substitution of different B cation in FeBO3 perovskite structure. The density of states spectrum gives the perception of change in the electronic properties of FeBO3 with the substitution of B cation. The bulk, shear and Young's moduli were calculated and an increase in the moduli is noticed. Moreover, the hardness increases under high pressure. The high-pressure studies of FeBO3 perovskite nanostructures are explored at atomistic level. The findings show that ductility and hardness of FeBO3 get increased upon an increase in the applied pressure. The substitution of Ti, Mn and Cr on FeBO3 shows a significant change in the electronic and mechanical properties.  相似文献   

17.
陈璐  李烨飞  郑巧玲  刘庆坤  高义民  李博  周长猛 《物理学报》2019,68(5):53101-053101
采用基于密度泛函理论的第一性原理系统研究了B2-和B19'-NiTi合金所有低指数表面的表面能、表面结构稳定性、表面电子结构等性质.计算结果表明两种NiTi合金所有低指数表面的原子弛豫主要集中在表面2-3个原子层,且以Ti原子为终止原子表面构型的原子振荡最为剧烈,Ni和Ti原子共同终止表面构型的原子振荡最小;价电荷密度沿着表面构型向真空层方向快速衰减;表面能计算结果显示其与配位数成反相关.B2-和B19'-NiTi合金的非密排且非化学计量比表面的表面能取决于Ti的化学势,表面能数值较高;而密排面的表面构型符合化学计量比,其表面能较低,表现出卓越的化学稳定性;其中以B2-NiTi(101)密排面的表面稳定性最优.  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号