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第一性原理研究hcp-C3碳体环材料的力学性质

李青坤 孙毅 周玉 曾凡林

第一性原理研究hcp-C3碳体环材料的力学性质

李青坤, 孙毅, 周玉, 曾凡林
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  • 为探索新型高强度材料, 使用第一性原理方法研究了hcp-C3碳体环材料的晶体结构、电子性质与力学性质. 结构计算与电子性质分析表明, 基于特殊的分子结构, 碳体环结构中出现了变形的sp3杂化形式. 这使得hcp-C3碳体环结构中力学特性具有明显的方向依赖性. 力学性质计算表明, 沿着[0001]晶向, 碳体环结构的弹性模量达到1033 GPa, 抗拉强度达到124.17 GPa, 抗压强度达到381.83 GPa, 沿[2110]晶向的抗压强度达到了458.34 GPa, 从而显示了hcp-C3碳体环材料优秀的力学性质. hcp-C3碳体环材料可作为新型的高强度材料而使用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11072067)资助的课题.
    [1]

    Hirsch A 2010 Nat. Mater. 9 868

    [2]

    Wang M S, Golberg D, Bando Y 2010 Adv. Mater. 22 4071

    [3]

    Ogata S, Shibutani Y 2003 Phys. Rev. B: Condens. Matter 68 165409

    [4]

    Lee C, Wei X D, Kysar J W, Hone J 2008 Science 321 385

    [5]

    van den Brink J 2007 Nat. Nanotechnol. 2 199

    [6]

    David A, Nelson J, Ruoff A L 1979 J. Appl. Phys. 50 2763

    [7]

    Luo X G, Liu Z Y, Xu B, Yu D L, Tian Y J, Wang H T, He J L 2010 J. Phys. Chem. C 114 17851

    [8]

    Pan Z C, Sun H, Zhang Y, Chen C F 2009 Phys. Rev. Lett. 102 055503

    [9]

    Zhang Y, Sun H, Chen C F 2006 Phys. Rev. B: Condens. Matter 73 144115

    [10]

    Telling R H, Pickard C J, Payne M C, Field J E 2000 Phys. Rev. Lett. 84 5160

    [11]

    Itzhaki L, Altus E, Basch H, Hoz S 2005 Angew. Chem. Int. Ed. 44 7432

    [12]

    Zhang Y, Sun H, Hen C 2005 Phys. Rev. Lett. 94 145505

    [13]

    Li Q K, Sun Y, Li Z Y, Zhou Y 2011 Scr. Mater. 65 229

    [14]

    Umemoto K, Wentzcovitch R M, Saito S, Miyake T 2009 Phys. Rev. Lett. 104 125504

    [15]

    Li Q, Ma Y M, Oganov A R, Wang H B, Wang H, Xu Y, Cui T, Mao H K, Zou G T 2009 Phys. Rev. Lett. 102 175506

    [16]

    Schultz P A, Leung K, Stechel E B 1999 Phys. Rev. B: Condens. Matter 59 733

    [17]

    Hamann D R, Schluter M, Chiang C 1979 Phys. Rev. Lett. 43 1494

    [18]

    Lin J S, Qteish A, Payne M C, Heine V 1993 Phys. Rev. B: Condens. Matter 47 4174

    [19]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [20]

    Monkhorst H J, Pack J D 1976 Phys. Rev. B: Condens. Matter 13 5188

    [21]

    Xu H B,Wang Y X 2009 Acta Phys Sin. 58 5645 (in Chinese) [许红斌, 王渊旭 2009 物理学报 58 5645]

    [22]

    Hebbache M 1999 Solid State Commun. 110 559

    [23]

    Chacham H, Kleinman L 2000 Phys. Rev. Lett. 85 4904

    [24]

    Guo Y D, Song X S, Li X-B, Yang X D 2007 Solid State Commun. 141 577

  • [1]

    Hirsch A 2010 Nat. Mater. 9 868

    [2]

    Wang M S, Golberg D, Bando Y 2010 Adv. Mater. 22 4071

    [3]

    Ogata S, Shibutani Y 2003 Phys. Rev. B: Condens. Matter 68 165409

    [4]

    Lee C, Wei X D, Kysar J W, Hone J 2008 Science 321 385

    [5]

    van den Brink J 2007 Nat. Nanotechnol. 2 199

    [6]

    David A, Nelson J, Ruoff A L 1979 J. Appl. Phys. 50 2763

    [7]

    Luo X G, Liu Z Y, Xu B, Yu D L, Tian Y J, Wang H T, He J L 2010 J. Phys. Chem. C 114 17851

    [8]

    Pan Z C, Sun H, Zhang Y, Chen C F 2009 Phys. Rev. Lett. 102 055503

    [9]

    Zhang Y, Sun H, Chen C F 2006 Phys. Rev. B: Condens. Matter 73 144115

    [10]

    Telling R H, Pickard C J, Payne M C, Field J E 2000 Phys. Rev. Lett. 84 5160

    [11]

    Itzhaki L, Altus E, Basch H, Hoz S 2005 Angew. Chem. Int. Ed. 44 7432

    [12]

    Zhang Y, Sun H, Hen C 2005 Phys. Rev. Lett. 94 145505

    [13]

    Li Q K, Sun Y, Li Z Y, Zhou Y 2011 Scr. Mater. 65 229

    [14]

    Umemoto K, Wentzcovitch R M, Saito S, Miyake T 2009 Phys. Rev. Lett. 104 125504

    [15]

    Li Q, Ma Y M, Oganov A R, Wang H B, Wang H, Xu Y, Cui T, Mao H K, Zou G T 2009 Phys. Rev. Lett. 102 175506

    [16]

    Schultz P A, Leung K, Stechel E B 1999 Phys. Rev. B: Condens. Matter 59 733

    [17]

    Hamann D R, Schluter M, Chiang C 1979 Phys. Rev. Lett. 43 1494

    [18]

    Lin J S, Qteish A, Payne M C, Heine V 1993 Phys. Rev. B: Condens. Matter 47 4174

    [19]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [20]

    Monkhorst H J, Pack J D 1976 Phys. Rev. B: Condens. Matter 13 5188

    [21]

    Xu H B,Wang Y X 2009 Acta Phys Sin. 58 5645 (in Chinese) [许红斌, 王渊旭 2009 物理学报 58 5645]

    [22]

    Hebbache M 1999 Solid State Commun. 110 559

    [23]

    Chacham H, Kleinman L 2000 Phys. Rev. Lett. 85 4904

    [24]

    Guo Y D, Song X S, Li X-B, Yang X D 2007 Solid State Commun. 141 577

  • [1] 李青坤, 孙毅, 周玉, 曾凡林. 第一性原理研究bct-C4碳材料的强度性质. 物理学报, 2012, 61(9): 093104. doi: 10.7498/aps.61.093104
    [2] 曾小波, 朱晓玲, 李德华, 陈中钧, 艾应伟. IrB和IrB2力学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2014, 63(15): 153101. doi: 10.7498/aps.63.153101
    [3] 程新路, 李德华, 朱晓玲, 苏文晋. PtN2的结构和力学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2010, 59(3): 2004-2009. doi: 10.7498/aps.59.2004
    [4] 李德华, 苏文晋, 朱晓玲. BC5力学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2012, 61(2): 023103. doi: 10.7498/aps.61.023103
    [5] 李君, 刘立胜, 徐爽, 张金咏. 单轴压缩下Ti3B4的力学、电学性能及变形机制的第一性原理研究. 物理学报, 2020, 69(4): 043102. doi: 10.7498/aps.69.20191194
    [6] 代云雅, 杨莉, 彭述明, 龙兴贵, 周晓松, 祖小涛. 金属氢化物力学性能的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(10): 108801. doi: 10.7498/aps.61.108801
    [7] 陈军, 王晓中, 林理彬, 何捷. 第一性原理方法研究He掺杂Al晶界力学性质. 物理学报, 2011, 60(7): 077104. doi: 10.7498/aps.60.077104
    [8] 李世娜, 刘永. Cu3N弹性和热力学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(10): 6882-6888. doi: 10.7498/aps.59.6882
    [9] 黄云霞, 曹全喜, 李智敏, 李桂芳, 王毓鹏, 卫云鸽. Al掺杂ZnO粉体的第一性原理计算及微波介电性质. 物理学报, 2009, 58(11): 8002-8007. doi: 10.7498/aps.58.8002
    [10] 宋庆功, 刘立伟, 赵辉, 严慧羽, 杜全国. YFeO3的电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(10): 107102. doi: 10.7498/aps.61.107102
    [11] 付现凯, 陈万骐, 姜钟生, 杨波, 赵骧, 左良. Ti3O5弹性、电子和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(20): 207301. doi: 10.7498/aps.68.20190664
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-26
  • 修回日期:  2011-06-13
  • 刊出日期:  2012-04-15

第一性原理研究hcp-C3碳体环材料的力学性质

  • 1. 哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所, 哈尔滨 150001;
  • 2. 哈尔滨工业大学航天科学与力学系, 哈尔滨 150001
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11072067)资助的课题.

摘要: 为探索新型高强度材料, 使用第一性原理方法研究了hcp-C3碳体环材料的晶体结构、电子性质与力学性质. 结构计算与电子性质分析表明, 基于特殊的分子结构, 碳体环结构中出现了变形的sp3杂化形式. 这使得hcp-C3碳体环结构中力学特性具有明显的方向依赖性. 力学性质计算表明, 沿着[0001]晶向, 碳体环结构的弹性模量达到1033 GPa, 抗拉强度达到124.17 GPa, 抗压强度达到381.83 GPa, 沿[2110]晶向的抗压强度达到了458.34 GPa, 从而显示了hcp-C3碳体环材料优秀的力学性质. hcp-C3碳体环材料可作为新型的高强度材料而使用.

English Abstract

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