首页|第一性原理对Zr1-xNbxC碳化物力学性能的分析

第一性原理对Zr1-xNbxC碳化物力学性能的分析

扫码查看
ZrC和NbC作为结构材料中常见的第二相强化颗粒,具有高硬度、高熔点以及高比模量的特点,此外还具有相同的晶胞结构。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,构建了Zr1-xNbxC(x=0,0。25,0。5,0。75,1)的晶胞模型,并分析了其物理化学性质,在理论上证明了该类碳化物具有很好的机械稳定性。通过弹性常数的计算得到体模量、剪切模量及泊松比等力学性能,计算结果表明该类碳化物均为脆性相,其中Zr0。25Nb0。75C的抗剪切和抗拉能力最高,同时拥有最高的应变能和硬度,NbC表现出最高的塑性和熔点。
First Principles Analysis of Mechanical Properties of Zr1-xNbxC Carbides
ZrC and NbC,as common second phase strengthening particles in structural materials,have the characteristics of high hardness,high melting point and high specific modulus.In addition,they also have the same cell structure.In this paper,crystal cell model of Zr1-xNbxC(x=0,0.25,0.5,0.75,1)were constructed and the physical and chemical properties were analyzed using the first principle calculation method based on density functional theory,and theoretically proving that this type of carbide has good me-chanical stability.The mechanical properties such as bulk modulus,shear modulus,and Poisson's ratio were obtained through the cal-culation of elastic constants.The calculation results showed that this type of carbide is a brittle phase,among which Zr0.25Nb0.75C has the highest shear and tensile resistance,as well as the highest strain energy and hardness.NbC exhibits the highest plasticity and melting point.

First Principlescarbidesmechanical stabilitymechanical property

朱弘伟、马文睿、张昊、夏书乐、李浩楠、董继宇

展开 >

山西大同大学物理与电子科学学院,山西大同 037009

镁合金新材料及成形山西省技术创新中心,山西大同 037009

山西大同大学教学质量监控与督导中心,山西大同 037009

中信戴卡股份有限公司,河北秦皇岛 066004

燕山大学材料科学与工程学院,河北秦皇岛 066004

展开 >

第一性原理 碳化物 机械稳定性 力学性能

山西大同大学青年项目山西大同大学青年项目山西省高等学校科技创新项目山西大同大学博士科研启动基金山西省科研启动基金

2022Q142022Q322022L4212019-B-05606-02010348

2024

山西大同大学学报(自然科学版)
山西大同大学

山西大同大学学报(自然科学版)

影响因子:0.271
ISSN:1674-0874
年,卷(期):2024.40(3)