Ni-X(Mo、Sn)二元化合物性質(zhì)的第一性原理研究.pdf

1、金屬間化合物作為一種重要的高溫結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、化工、電子等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但由于其塑性差、斷裂韌性低等缺點(diǎn)，嚴(yán)重限制了金屬間化合物的實(shí)際應(yīng)用，且隨著應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展，對其綜合性能也提出了更高的要求。因此對提高其綜合性能的研究具有重要而遠(yuǎn)大的意義。本文對Ni-X(X=Mo、Sn)二元金屬間化合物展開了研究。
　　本文采用基于密度泛函理論的第一性原理平面波贗勢方法，以Ni-Mo二元化合物(Ni2Mo、Ni3Mo(DO22

2、)、Ni3Mo(DOa)、Ni4Mo)及Ni-Sn二元化合物(mC14-Ni3Sn4、oP20-Ni3Sn2、hP4-Ni3Sn2、cF16-Ni3Sn、hP8-Ni3Sn、cP4-Ni3Sn)為研究對象，利用CASTEP軟件包，首先計(jì)算了0GPa下各化合物晶格常數(shù)、晶胞體積、晶胞總能量、彈性常數(shù)、彈性模量、泊松比、拉梅常數(shù)、硬度、態(tài)密度，其次，研究壓力對Ni-X(X=Mo、Sn)二元化合物結(jié)構(gòu)性質(zhì)、力學(xué)性能、電子結(jié)構(gòu)的影響。
　

3、　零壓力下計(jì)算所得Ni-X(X=Mo、Sn)二元化合物的平衡晶格常數(shù)、彈性常數(shù)與實(shí)驗(yàn)研究和其他理論計(jì)算結(jié)果十分接近，表明計(jì)算方法可行。形成熱均為負(fù)值，說明均能形成穩(wěn)定的化合物;Ni-Mo二元化合物中，穩(wěn)定相比亞穩(wěn)定相的綜合性能高，Ni-Sn二元化合物中，cP4-Ni3Sn的彈性模量、硬度最大，cF16-Ni3Sn的延展性、可塑性和抗壓縮能力最好。
　　研究壓力對Ni-Mo二元化合物的影響，結(jié)果表明:0～40GPa壓力范圍內(nèi)，隨著壓

4、力的增大，相對體積V/V0不斷減小且趨勢減緩;形成熱減小，化合物的合金化能力增強(qiáng);體積模量B、剪切模量G、楊氏模量E、拉梅常數(shù)λ、硬度H均增大，表明壓力可提高各化合物的抗變形、抗壓縮能力及硬度;B/G和泊松比v增大，表明所有化合物均為延性和塑性的。進(jìn)行態(tài)密度的分析，闡明增大壓力可提高四種化合物的穩(wěn)定性及硬度。
　　研究壓力對Ni-Sn二元化合物的影響，結(jié)果表明:0～50GPa壓力范圍內(nèi)，隨著壓力的增大，各化合物晶胞相對體積V/V0