过渡金属氮化物中单原子固溶和力学性能的第一性原理研究

摘要：

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,计算Si原子在Ti族和V族氮化物中以及B、C和Ge原子在TiN晶体中固溶的稳定结构,讨论置换型和间隙型固溶的低能量稳定结构与晶体间距的关系,研究金属氮化物和固溶原子固溶结构的力学性能.结果表明:Si原子在TiN、ZrN、HfN和TaN晶体中固溶以及Ce原子在TiN晶体中固溶情况为,单原子不进入对应过渡金属氮化物晶体中形成间隙固溶或置换固溶,随着晶体间距离变化单原子可以在晶体之间形成间隙固溶或置换固溶；Si原子在NbN以及B原子在TiN晶体中可以实现间隙固溶,而不能形成置换固溶；Si原子在VN和C原子在TiN晶体中固溶结构形式均为置换固溶.单原子固溶形成低能量置换型固溶体和间隙型固溶体的弹性常数、体模量和剪切模量均低于原过渡金属氮化物的对应值.

关键词：单原子、过渡金属氮化物、第一性原理、固溶结构、力学性能

所属期刊栏目：30

分类号：O484.2(固体物理学)

资助基金：国家自然科学基金50845065;内蒙古教育厅科研基金NJ06077;内蒙古自然科学基金2010Zd21

在线出版日期：2013-07-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：433-440