ZrAl4C4、Zr2Al4C5和Zr3Al4C6结构、弹性和电子性质对比

论文摘要

采用第一性原理方法,对比研究了Zr-Al-C体系纳米层状化合物ZrAl4C4、Zr2Al4C5和Zr3Al4C6的结构、弹性和电子性质,并探寻其规律性。结果表明:从晶体结构角度分析,三种材料均可看作由（Zr C）和（Al4C3）两个独立单元以不同比例组合而成,可统一表示为（Zr C）nAl4C3（n=1,2,3）,且三者的晶格常数a近似相等,晶格常数c随着Zr C含量的增大而变大。三种化合物弹性性质中,体模量、剪切模量、杨氏模量的大小关系满足:ZrAl4C4<Zr2Al4C5<Zr3Al4C6。通过对三者电子态密度和Mulliken布局分析得到,ZrAl4C4、Zr2Al4C5和Zr3Al4C6均具有金属键、离子键和共价键的特征,且Zr—C键强于Al—C键,从微观电子角度解释了在（Zr C）nAl4C3（n=1,2,3）体系中Zr—C键含量越高则对应材料的体模量、剪切模量、杨氏模量等弹性性质越大。计算结果与已有实验值和理论值吻合较好。

论文目录

• 1 计算方法
• 2 结果与讨论
•   2.1 结构性质
•   2.2 弹性性质
•   2.3 电子性质
•     2.3.1 电子态密度
•     2.3.2 Mulliken布局分析
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 罗至利,李辉,王磊,刘开平,刘哲,宋佳凡,彭艺杰

关键词: 第一性原理,结构分析,弹性性质

来源: 科学技术与工程 2019年32期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 化学,材料科学

单位: 长安大学材料科学与工程学院

基金: 长安大学中央高校基金(300102318202),长安大学“大学生创新创业训练计划”(201810710120)资助,西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室创新基金(6142911010203)

分类号: TB383.1;O614.412

页码: 99-104

总页数: 6

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