| ZrAl4 C4、Zr2 Al4 C5和Zr3 Al4 C6结构、弹性和电子性质对比 |
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| 引用本文： | 罗至利,李辉,王磊,刘开平,刘哲,宋佳凡,彭艺杰.ZrAl4 C4、Zr2 Al4 C5和Zr3 Al4 C6结构、弹性和电子性质对比[J].科学技术与工程,2019,19(32):99-104. |
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| 作者姓名： | 罗至利 李辉 王磊 刘开平 刘哲 宋佳凡 彭艺杰 |
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| 作者单位： | 长安大学材料科学与工程学院,西安,710064 |
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| 基金项目： | 长安大学中央高校基金(300102318202)；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)；长安大学“大学生创新创业训练计划”项目(201810710120)。 |
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| 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(ZrC)和(Al4C3)两个独立单元以不同比例组合而成,可统一表示为(ZrC)nAl4C3(n=1,2,3),且三者的晶格常数a值近似相等,晶格常数c随着ZrC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(ZrC)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。本文计算结果与已有实验值和理论值吻合较好。
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| 关 键 词： | Zr-Al-C 第一性原理 结构分析 弹性性质 |
| 收稿时间： | 2019/4/10 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2019/6/14 0:00:00 |
A comparative study on the structure, elastic and electronic properties of ZrAl4C4, Zr2Al4C5 and Zr3Al4C6 |
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| LUO Zhi-li,WANG Lei,LIU Kai-ping,LIU Zhe,SONG Jia-fan and PENG Yi-jie.A comparative study on the structure, elastic and electronic properties of ZrAl4C4, Zr2Al4C5 and Zr3Al4C6[J].Science Technology and Engineering,2019,19(32):99-104. |
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| Authors: | LUO Zhi-li WANG Lei LIU Kai-ping LIU Zhe SONG Jia-fan and PENG Yi-jie |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | MAX phase Zr-Al-C first-principles structural analysis elastic properties |
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