过渡金属硼碳化物TM3B3C和TM4B3C2稳定性和性能的理论计算

• 作 者: 胡前库 侯一鸣 吴庆华 秦双红 王李波 周爱国
• 机 构: 河南理工大学材料科学与工程学院,燕山大学
• 出 处: 物理学报
• 发表日期: 2019年9期
• 关键词: 硬质材料 第一性原理计算 稳定性 硬度 hard materialsfirst-principles calculationsstabilityhardness
• 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51472075,51772077),河南省高校科技创新团队(批准号:19IRTSTHN027),河南省自然科学基金(批准号:182300410228,182300410275)资助的课题.

在过渡金属轻元素化合物中,寻找新的硬质或者超硬材料是当前的一个研究热点.目前寻找范围多集中在过渡金属硼化物、碳化物和氮化物等二元体系,三元相的研究则相对较少.本文以已知Nb3B3C和Nb4B3C2结构为模板,采用元素替代法构建了29种TM3B3C (TM为过渡金属元素)结构和29种TM4B3C2结构,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,成功找到了热力学、动力学以及力学都稳定的Ta3B3C和Ta4B3C2两种新相.结构搜索计算确认了这两相为全局能量最优结构.能带结构和态密度的计算显示这两相均为导体,导