Ce-Mg合金体系弹性性质与电子结构的第一性原理研究

摘要：

为了探讨Ce-Mg体系金属间化合物的力学性质与其晶体结构相联系的微观机制,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了3种立方Ce-Mg体系金属间化合物CeMg、CeMg2和CeMg3的电子结构和弹性性质.计算结果表明,CeMg3有最高的体模量和剪切模量,分别为41.1 GPa和30.7 GPa,CeMg2的体模量和剪切模量则在3种金属间化合物中最低,分别为35.1 GPa和14.0 GPa.CeMg、CeMg2和CeMg3均满足立方晶系力学稳定性要求,CeMg3与CeMg为脆性材料,而CeMg2为延性材料.各向异性性质分析表明,CeMg具有很高的弹性各向异性,而CeMg2的体模量、剪切模量以及杨氏模量尽管最低,但其显示出良好的各向同性性能.计算COHP及电荷密度分布揭示了Ce-Mg合金体系弹性性质的变化与体系中化学成键差异密切相关,晶体中Mg-Mg键较强的材料比晶体中Ce-Mg键较强的材料有着更好的延展性.

关键词：Ce-Mg体系、第一性原理、弹性性质、各向异性

所属期刊栏目：32

分类号：TB31(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金50961004,50901023,50971049;广西自然科学基金2010GXNSFD013009,2011jjD60012;教育部留学回国人员科研启动基金2009036

在线出版日期：2012-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：339-344