Zr-Be二元体系金属间化合物结构、电子、力学和热力学性能的第一性原理研究

摘要：

基于密度泛函理论和广义梯度近似(GGA)方法,对Zr-Be二元合金中金属间化合物ZrBe2、ZrBe5、ZrBe13和Zr2Be17的结构、电子、力学和热力学性能进行了第一性原理计算.优化后的0K点阵参数与已有的实验结果基本一致,证明了计算的可靠性.通过计算得到的形成焓和结合能表明,所有的金属间化合物都能在0K自发形成,其中ZrBe3的合金化能力最强,ZrBe2的结构稳定性最好.随后,电子态密度(DOS)也被用于了解金属间化合物的稳定性.采用应力-应变法计算了这些金属间化合物的独立弹性常数.在此基础上,利用Voigt-Reuss-Hill近似推导出了多晶材料的体模量B、剪切模量G、杨氏模量E、泊松比v和各向异性A等力学参数.此外,利用Pugh准则、泊松比和柯西压力对金属间化合物的延性行为进行了分析.在热力学性能方面,除了利用准调和近似(QHA)计算晶格振动能量、体模、热膨胀系数和比热随温度变化外,所有的声子色散曲线都说明了这些金属间化合物的动态稳定性.

关键词：Zr-Be二元合金、电子结构、力学性能、热力学性能、第一性原理

所属期刊栏目：51

分类号：TG146.23;O614;TB383

在线出版日期：2022-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1643-1649