搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

铜钨合金高温高压性质的第一性原理研究

翟东 韦昭 冯志芳 邵晓红 张平

铜钨合金高温高压性质的第一性原理研究

翟东, 韦昭, 冯志芳, 邵晓红, 张平
PDF
导出引用
  • 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了三种不同比例铜钨合金(Cu3W,CuW,CuW3)的基态及高温、高压下的电子结构、弹性性质和热力学性质.弹性常数计算结果表明Cu3W 为结构不稳定相,CuW和CuW3为结构稳定相,与声子色散曲线得到的结论一致.通过对态密度的分析,发现随压强的增大,金属键键能增大,并且态密度有向深能级移动的趋势.通过准简谐德拜模型和准简谐近似模型分别计算、分析和对比了三种铜钨合金在不同温度和压强下的体弹模量、热膨胀系数、德拜温度和比热容.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51102009)和财政部教育部长效机制项目资助的课题.
    [1]

    Li Y P, Qu X H, Duan B H 2001 Ceme. Carb. 18 232 (in Chinese) [李云平, 曲选辉, 段柏华 2001 硬质合金 18 232]

    [2]

    Mou K Q, Xu K D, Wei A B, Xu G L 1995 J. Iron Steel Res. 7 89 (in Chinese) [牟科强, 徐克玷, 韦昂邦, 徐桂兰 1995 钢铁研究学报 7 89]

    [3]

    Kuang Y G, Mou K Q, Xu G L, Wei A B 1997 Rare Metal. Mat. Eng. 26 30 (in Chinese) [邝用庚, 牟科强, 徐桂兰, 韦昂邦 1997 稀有金属材料与工程 26 30]

    [4]

    Liu B B, Xie J X, Chen J H 2009 China J. Non. Metal. 19 538 (in Chinese) [刘彬彬, 谢建新, 陈江华 2009 中国有色金属学报 19 538]

    [5]

    Cai Y X, Liu B W, Tan L X 1997 Mat. Sci. Eng. Pow. Metal. 3 11 (in Chinese) [蔡一湘, 刘伯武, 谭立新 1997 粉末冶金材料科学与工程 3 11]

    [6]

    Li D R, Cai Y X, Liu Z Y, Wang E D 2011 Chin. Tun. Ind. 26 35 (in Chinese) [李达人, 蔡一湘, 刘祖岩, 王尔德 2011 中国钨业 26 35]

    [7]

    Johnson J L, German R M 1993 Metal. Mater. Trans. 24 02369

    [8]

    Gasik M M, Kaj R 1994 Comp. Mater. Sci. 3 41

    [9]

    Li J H, Dai X D, Liang S H, Tai K P, Kong Y, Liu, B X 2008 Phys. Rep. 455 1

    [10]

    Li X F, Liu Z L, Peng W M, Zhao A K 2011 Acta Phys. Sin. 60 076501 (in Chinese) [李晓凤, 刘中利, 彭卫民, 赵阿可 2011 物理学报 60 076501]

    [11]

    Yan X Z, Kuang X Y, Mao A J, Kuang F G, Wang Z H, Sheng X W 2013 Acta Phys. Sin. 62 107402 (in Chinese) [颜小珍, 邝小渝, 毛爱杰, 匡芳光, 王振华, 盛晓伟 2013 物理学报 62 107402]

    [12]

    Shuo H, Chuan H Z, Jing S, Jiang S 2013 Chin. Phys. B 22 083401

    [13]

    Sun X W, Zhang X Y, Zhang S H, Zhu Y, Wang L M, Zhang S L, Ma M Z, Liu R P 2013 Chin. Phys. B 22 107105

    [14]

    Wang J F, Chen W Z, Jiang Z Y, Zhang X D, Si L 2012 Chin. Phys. B 21 077102

    [15]

    Li Q, Huang D H, Cao Q L, Wang F H, Cai L C, Zhang X L, Jing F Q 2012 Chin. Phys. B 21 127102

    [16]

    Slaughter W S 2002 The Linearized Theory of Elasticity (Berlin: Springer)

    [17]

    Voigt W 1910 Lehrbuch der Kristallphysik: Mit Ausschluss der Kristalloptik (Leipzig: Teubner)

    [18]

    Hashin Z, Shtrikman S 1962 J. Mech. Phys. Solids 10 343

    [19]

    Lane A M, Thomas R G 1958 Rev. Mod. Phys. 30 257

    [20]

    Lu Y, Li D F, Wang B T, Li R W, Zhang P 2011 J. Nucl. Mater. 408 136

    [21]

    Sin'Ko G V, Smirnov N A 2002 J. Phys. Condens. Mat. 14 6989

    [22]

    Siegel A, Parlinski K, Wdowik U D 2006 Phys. Rev. B 74 104116

    [23]

    Zhang P, Wang B T, Zhao X G 2010 Phys. Rev. B 82 144110

    [24]

    Lu L Y, Chen X R, Yu B R, Gou Q Q 2006 Chin. Phys. 15 802

    [25]

    Blanco M A, Pendás A M, Francisco E, Recio J M, Franco R 1996 J. Mol. Struct. 368 245

    [26]

    Flórez M, Recio J M, Francisco E, Blanco M A, Pendás A M 2002 Phys. Rev. B 66 144112

    [27]

    Köster W, Franz H 1961 Metall. Rev. 6 1

    [28]

    Kresse G, Furthmller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [29]

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

    [30]

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

    [31]

    Shein I R, Ivanovskii A L 2008 J. Phys. Condens. Mat. 20 415218

    [32]

    Minisini B, Roetting J, Tsobnang F 2008 Compu. Matter. Sci. 43 821

    [33]

    Wang B, Liu Y, Ye J W 2012 Acta Phys. Sin. 61 186501 (in Chinese) [王斌, 刘颖, 叶金文 2012 物理学报 61 186501]

    [34]

    Jhi S H, Ihm J, Louie S G, Cohen M L 1999 Nature 399 132

    [35]

    Wang B T, Li W D, Zhang P 2012 J. Nucl. Mater. 420 501

  • [1]

    Li Y P, Qu X H, Duan B H 2001 Ceme. Carb. 18 232 (in Chinese) [李云平, 曲选辉, 段柏华 2001 硬质合金 18 232]

    [2]

    Mou K Q, Xu K D, Wei A B, Xu G L 1995 J. Iron Steel Res. 7 89 (in Chinese) [牟科强, 徐克玷, 韦昂邦, 徐桂兰 1995 钢铁研究学报 7 89]

    [3]

    Kuang Y G, Mou K Q, Xu G L, Wei A B 1997 Rare Metal. Mat. Eng. 26 30 (in Chinese) [邝用庚, 牟科强, 徐桂兰, 韦昂邦 1997 稀有金属材料与工程 26 30]

    [4]

    Liu B B, Xie J X, Chen J H 2009 China J. Non. Metal. 19 538 (in Chinese) [刘彬彬, 谢建新, 陈江华 2009 中国有色金属学报 19 538]

    [5]

    Cai Y X, Liu B W, Tan L X 1997 Mat. Sci. Eng. Pow. Metal. 3 11 (in Chinese) [蔡一湘, 刘伯武, 谭立新 1997 粉末冶金材料科学与工程 3 11]

    [6]

    Li D R, Cai Y X, Liu Z Y, Wang E D 2011 Chin. Tun. Ind. 26 35 (in Chinese) [李达人, 蔡一湘, 刘祖岩, 王尔德 2011 中国钨业 26 35]

    [7]

    Johnson J L, German R M 1993 Metal. Mater. Trans. 24 02369

    [8]

    Gasik M M, Kaj R 1994 Comp. Mater. Sci. 3 41

    [9]

    Li J H, Dai X D, Liang S H, Tai K P, Kong Y, Liu, B X 2008 Phys. Rep. 455 1

    [10]

    Li X F, Liu Z L, Peng W M, Zhao A K 2011 Acta Phys. Sin. 60 076501 (in Chinese) [李晓凤, 刘中利, 彭卫民, 赵阿可 2011 物理学报 60 076501]

    [11]

    Yan X Z, Kuang X Y, Mao A J, Kuang F G, Wang Z H, Sheng X W 2013 Acta Phys. Sin. 62 107402 (in Chinese) [颜小珍, 邝小渝, 毛爱杰, 匡芳光, 王振华, 盛晓伟 2013 物理学报 62 107402]

    [12]

    Shuo H, Chuan H Z, Jing S, Jiang S 2013 Chin. Phys. B 22 083401

    [13]

    Sun X W, Zhang X Y, Zhang S H, Zhu Y, Wang L M, Zhang S L, Ma M Z, Liu R P 2013 Chin. Phys. B 22 107105

    [14]

    Wang J F, Chen W Z, Jiang Z Y, Zhang X D, Si L 2012 Chin. Phys. B 21 077102

    [15]

    Li Q, Huang D H, Cao Q L, Wang F H, Cai L C, Zhang X L, Jing F Q 2012 Chin. Phys. B 21 127102

    [16]

    Slaughter W S 2002 The Linearized Theory of Elasticity (Berlin: Springer)

    [17]

    Voigt W 1910 Lehrbuch der Kristallphysik: Mit Ausschluss der Kristalloptik (Leipzig: Teubner)

    [18]

    Hashin Z, Shtrikman S 1962 J. Mech. Phys. Solids 10 343

    [19]

    Lane A M, Thomas R G 1958 Rev. Mod. Phys. 30 257

    [20]

    Lu Y, Li D F, Wang B T, Li R W, Zhang P 2011 J. Nucl. Mater. 408 136

    [21]

    Sin'Ko G V, Smirnov N A 2002 J. Phys. Condens. Mat. 14 6989

    [22]

    Siegel A, Parlinski K, Wdowik U D 2006 Phys. Rev. B 74 104116

    [23]

    Zhang P, Wang B T, Zhao X G 2010 Phys. Rev. B 82 144110

    [24]

    Lu L Y, Chen X R, Yu B R, Gou Q Q 2006 Chin. Phys. 15 802

    [25]

    Blanco M A, Pendás A M, Francisco E, Recio J M, Franco R 1996 J. Mol. Struct. 368 245

    [26]

    Flórez M, Recio J M, Francisco E, Blanco M A, Pendás A M 2002 Phys. Rev. B 66 144112

    [27]

    Köster W, Franz H 1961 Metall. Rev. 6 1

    [28]

    Kresse G, Furthmller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [29]

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

    [30]

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

    [31]

    Shein I R, Ivanovskii A L 2008 J. Phys. Condens. Mat. 20 415218

    [32]

    Minisini B, Roetting J, Tsobnang F 2008 Compu. Matter. Sci. 43 821

    [33]

    Wang B, Liu Y, Ye J W 2012 Acta Phys. Sin. 61 186501 (in Chinese) [王斌, 刘颖, 叶金文 2012 物理学报 61 186501]

    [34]

    Jhi S H, Ihm J, Louie S G, Cohen M L 1999 Nature 399 132

    [35]

    Wang B T, Li W D, Zhang P 2012 J. Nucl. Mater. 420 501

  • [1] 刘娜娜, 宋仁伯, 孙翰英, 杜大伟. Mg2Sn电子结构及热力学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2008, 57(11): 7145-7150. doi: 10.7498/aps.57.7145
    [2] 颜小珍, 邝小渝, 毛爱杰, 匡芳光, 王振华, 盛晓伟. 高压下ErNi2B2C弹性性质、电子结构和热力学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(10): 107402. doi: 10.7498/aps.62.107402
    [3] 杨则金, 令狐荣锋, 程新路, 杨向东. Cr2MC(M=Al, Ga)的电子结构、弹性和热力学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(4): 046301. doi: 10.7498/aps.61.046301
    [4] 余本海, 刘墨林, 陈东. 第一性原理研究Mg2 Si同质异相体的结构、电子结构和弹性性质. 物理学报, 2011, 60(8): 087105. doi: 10.7498/aps.60.087105
    [5] 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
    [6] 苏锐, 龙瑶, 姜胜利, 何捷, 陈军. 外部压力下β相奥克托金晶体弹性性质变化的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(20): 206201. doi: 10.7498/aps.61.206201
    [7] 王斌, 刘颖, 叶金文. 高压下TiC的弹性、电子结构及热力学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2012, 61(18): 186501. doi: 10.7498/aps.61.186501
    [8] 张炜, 陈文周, 王俊斐, 张小东, 姜振益. MnPd合金相变, 弹性和热力学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(24): 246201. doi: 10.7498/aps.61.246201
    [9] 吴若熙, 刘代俊, 于洋, 杨涛. CaS电子结构和热力学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2016, 65(2): 027101. doi: 10.7498/aps.65.027101
    [10] 李晓凤, 姬广富, 彭卫民, 申筱濛, 赵峰. 高压下固态Kr弹性性质、电子结构和光学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2009, 58(4): 2660-2666. doi: 10.7498/aps.58.2660
    [11] 赵荣达, 朱景川, 刘勇, 来忠红. FeAl(B2) 合金La, Ac, Sc 和 Y 元素微合金化的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(13): 137102. doi: 10.7498/aps.61.137102
    [12] 李晓凤, 刘中利, 彭卫民, 赵阿可. 高压下CaPo弹性性质和热力学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(7): 076501. doi: 10.7498/aps.60.076501
    [13] 陈怡, 申江. NaZn13型Fe基化合物的结构和热力学性质研究. 物理学报, 2009, 58(13): 141-S145. doi: 10.7498/aps.58.141
    [14] 张加宏, 顾芳, 刘清惓, 顾斌, 李敏. 尺寸相关的弹性常数对应变硅纳米线电学性质的影响. 物理学报, 2010, 59(6): 4226-4234. doi: 10.7498/aps.59.4226
    [15] 邓世杰, 赵宇宏, 侯华, 文志勤, 韩培德. 高压下Ti2AlX(X=C,N)的结构、力学性能及热力学性质. 物理学报, 2017, 66(14): 146101. doi: 10.7498/aps.66.146101
    [16] 徐布一, 陈俊蓉, 蔡静, 李权, 赵可清. 2-(甲苯-4-磺酰胺基)-苯甲酸的结构、光谱与热力学性质的理论研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1531-1536. doi: 10.7498/aps.58.1531
    [17] 赵昆, 张坤, 王家佳, 于金, 吴三械. Heusler合金Pd2 CrAl四方变形、磁性及弹性常数的第一性原理计算. 物理学报, 2011, 60(12): 127101. doi: 10.7498/aps.60.127101
    [18] 王宇杰, 周俊敏, 钱萍, 申江. 镍基超导母体材料EuNi2Si2的结构和热力学性质研究. 物理学报, 2010, 59(12): 8776-8782. doi: 10.7498/aps.59.8776
    [19] 王海燕, 祝文军, 宋振飞, 刘绍军, 陈向荣, 贺红亮. 氦泡对铝的弹性性质的影响. 物理学报, 2008, 57(6): 3703-3708. doi: 10.7498/aps.57.3703
    [20] 周晶晶, 高 涛, 张传瑜, 张云光. Al的微观组态与LaNi3.75Al1.25的结构和弹性第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2311-2317. doi: 10.7498/aps.56.2311
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1150
  • PDF下载量:  1553
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-26
  • 修回日期:  2014-05-30
  • 刊出日期:  2014-10-05

铜钨合金高温高压性质的第一性原理研究

  • 1. 北京化工大学理学院, 北京 100029;
  • 2. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51102009)和财政部教育部长效机制项目资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了三种不同比例铜钨合金(Cu3W,CuW,CuW3)的基态及高温、高压下的电子结构、弹性性质和热力学性质.弹性常数计算结果表明Cu3W 为结构不稳定相,CuW和CuW3为结构稳定相,与声子色散曲线得到的结论一致.通过对态密度的分析,发现随压强的增大,金属键键能增大,并且态密度有向深能级移动的趋势.通过准简谐德拜模型和准简谐近似模型分别计算、分析和对比了三种铜钨合金在不同温度和压强下的体弹模量、热膨胀系数、德拜温度和比热容.

English Abstract

参考文献 (35)

目录

    /

    返回文章
    返回