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第一性原理研究bct-C4碳材料的强度性质

李青坤 孙毅 周玉 曾凡林

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第一性原理研究bct-C4碳材料的强度性质

李青坤, 孙毅, 周玉, 曾凡林

First principles study of the uniaxial compressive strength of bct-C4 carbon allotrope

Li Qing-Kun, Sun Yi, Zhou Yu, Zeng Fan-Lin
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  • 本文采用第一性原理方法,分析了bct-C4碳材料的力学性质,尤其是抗压强度性质,并在研究中分析了在压缩过程中bct-C4碳的 键长随压缩应变的变化规律.计算结果表明, bct-C4碳材料不仅具有优秀的弹性性质和硬度性质,也具有优秀的强度特性, 其沿[100]晶向的抗压强度高于金刚石6.9%.本文的工作表明, bct-C4碳是一种高强度的碳同素异形体, 可以用于压缩包括金刚石在内的各种物质,并可用于研究物质在高压下的结构变化以及力、电学等性质. 同时,作为一范例,本文研究同样可以为寻找力学性质超越金刚石的物质提供参照.
    bct-C4 carbon allotrope has been attracted great interest because its excellent mechanical properties. In this paper, we study the elastic properties and the strength properties of bct-C4 carbon by first-principles method. Our results show that bct-C4 presents a super uniaxial compressive strength of 524.3GPa, which is 6.9% more than the corresponding value of diamond. The high compressive strength originates from the high compressive rate of chemical bond deviating from compressive direction. Our work suggests that bct -C4 carbon can be widely used in the area of high pressure research.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10972066)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foudation of China (Grant No. 10972066).
    [1]

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

    [2]

    Omata Y, Yamagami Y 2005 Physica E 29 454

    [3]

    Umemoto K, Wentzcovitch R M 2010 Phys. Rev. Lett. 104 125504

    [4]

    Xu Y H, Gao F M, Hao X F 2010 Phys. Status Solidi-Rapid Res. Lett. 4 200

    [5]

    Pan Z C, Sun H 2009 Phys. Rev. Lett. 102 055503

    [6]

    Wei P Y, Sun Y 2010 Appl. Phys. Lett. 97 061910

    [7]

    Qingkun L, Yi S 2011 Scr. Mater. 65 229

    [8]

    Li Q, Ma Y M 2009 Phys. Rev. Lett. 102 175506

    [9]

    Wang J T, Chen C, Kawazoe Y 2011Phys. Rev. Lett. 106 075501

    [10]

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

    [11]

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

    [12]

    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]

    [13]

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

    [14]

    Telling R H, Pickard C J 2000 Phys. Rev. Lett. 84 5160

    [15]

    Lue Z L, You J H 2011 Commun. Theor. Phys. 55 513

    [16]

    Zhou X F, Qian G R 2010 Phys. Rev. B: Condens. Matter 82 134126

    [17]

    Qingkun L, Yi S Acta Phys. Sin. (in Chinese) [李青坤, 孙毅, 周玉, 曾凡林 物理学报] (已接受)

    [18]

    Qingkun L, Yi S 2011 Phys. Status Solidi-Rapid Res. Lett. submmited

    [19]

    Gao F M, He J L 2003 Phys. Rev. Lett. 91 015502

    [20]

    Luo X G, Liu Z Y 2010 J. Phys. Chem. C 114 17851

  • [1]

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

    [2]

    Omata Y, Yamagami Y 2005 Physica E 29 454

    [3]

    Umemoto K, Wentzcovitch R M 2010 Phys. Rev. Lett. 104 125504

    [4]

    Xu Y H, Gao F M, Hao X F 2010 Phys. Status Solidi-Rapid Res. Lett. 4 200

    [5]

    Pan Z C, Sun H 2009 Phys. Rev. Lett. 102 055503

    [6]

    Wei P Y, Sun Y 2010 Appl. Phys. Lett. 97 061910

    [7]

    Qingkun L, Yi S 2011 Scr. Mater. 65 229

    [8]

    Li Q, Ma Y M 2009 Phys. Rev. Lett. 102 175506

    [9]

    Wang J T, Chen C, Kawazoe Y 2011Phys. Rev. Lett. 106 075501

    [10]

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

    [11]

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

    [12]

    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]

    [13]

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

    [14]

    Telling R H, Pickard C J 2000 Phys. Rev. Lett. 84 5160

    [15]

    Lue Z L, You J H 2011 Commun. Theor. Phys. 55 513

    [16]

    Zhou X F, Qian G R 2010 Phys. Rev. B: Condens. Matter 82 134126

    [17]

    Qingkun L, Yi S Acta Phys. Sin. (in Chinese) [李青坤, 孙毅, 周玉, 曾凡林 物理学报] (已接受)

    [18]

    Qingkun L, Yi S 2011 Phys. Status Solidi-Rapid Res. Lett. submmited

    [19]

    Gao F M, He J L 2003 Phys. Rev. Lett. 91 015502

    [20]

    Luo X G, Liu Z Y 2010 J. Phys. Chem. C 114 17851

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-04
  • 修回日期:  2012-05-10
  • 刊出日期:  2012-05-05

第一性原理研究bct-C4碳材料的强度性质

  • 1. 哈尔滨工业大学材料科学与工程流动站, 哈尔滨 150001;
  • 2. 哈尔滨工业大学材料学院特种陶瓷研究所, 哈尔滨 150001;
  • 3. 黑龙江大学电子工程学院, 哈尔滨 150080;
  • 4. 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: 10972066)资助的课题.

摘要: 本文采用第一性原理方法,分析了bct-C4碳材料的力学性质,尤其是抗压强度性质,并在研究中分析了在压缩过程中bct-C4碳的 键长随压缩应变的变化规律.计算结果表明, bct-C4碳材料不仅具有优秀的弹性性质和硬度性质,也具有优秀的强度特性, 其沿[100]晶向的抗压强度高于金刚石6.9%.本文的工作表明, bct-C4碳是一种高强度的碳同素异形体, 可以用于压缩包括金刚石在内的各种物质,并可用于研究物质在高压下的结构变化以及力、电学等性质. 同时,作为一范例,本文研究同样可以为寻找力学性质超越金刚石的物质提供参照.

English Abstract

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