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高压下Ti2AlX(X=C,N)的结构、力学性能及热力学性质

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

邓世杰, 赵宇宏, 侯华, 文志勤, 韩培德
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  • 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算研究了压力对Ti2AlC与Ti2AlN结构、力学性能的影响.研究发现压力的增大会使体系的体积比降低,Ti2AlC压缩性较Ti2AlN好.力学性能研究发现,压力的增大使材料抵抗变形能力增强,体系的延展性有了很大的提升,当压力超过40 GPa后,Ti2AlC与Ti2AlN从脆性材料转变为延性材料,体模量与剪切模量的比值达到1.75,延展性有了很大的提升.通过准谐德拜模型,分析了压力与温度对Ti2AlC与Ti2AlN体模量、热容及热膨胀系数的影响.结果表明,随着温度的升高,Ti2AlN与Ti2AlC的体模量下降.定容热容与定压热容的变化趋势相同,但在高温下,定容热容遵循Dulong-Petit极限,温度对热容的影响效果较压力明显.温度与压力对Ti2AlN与Ti2AlC线膨胀系数的影响主要发生在低温区域.
      通信作者: 赵宇宏, zhaoyuhong@nuc.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:U1610123,51674226,51574207,51574206,51274175)资助的课题.
    [1]

    Barsoum M W 2000 Prog. Solid State Chem. 28 201

    [2]

    Barsoum M W, El-Raghy T 2001 Am. Sci. 89 334

    [3]

    Keast V J, Harris S, Smith D K 2009 Phys. Rev. 80 308

    [4]

    Aryal S, Sakidja R, Ouyang L, Ching W Y 2015 J. Eur. Ceram. Soc. 35 3219

    [5]

    Ching W, Mo Y, Aryal S, Rulis P 2013 J. Am. Ceram. Soc. 96 2292

    [6]

    Atazadeh N, Heydari M S, Baharvandi H R, Ehsani N 2016 Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 61 67

    [7]

    Xiao J, Yang T, Wang C, Xue J, Wang Y 2015 J. Am. Ceram. Soc. 98 1323

    [8]

    Du Y L, Sun Z M, Hashimoto H, Barsoum M W 2009 Phys. Lett. A 374 78

    [9]

    Manoun B, Zhang F X, Saxena S K, EI-Raghy T, Barsoum M W 2006 Phys. Chem. Solids 67 2091

    [10]

    Zhu J, Lin H, Zhu C C, Bai Y L 2013 Rare Metal Mat. Eng. 42 290 (in Chinese) [朱佳, 林红, 朱春城, 柏跃磊 2013 稀有金属材料与工程 42 290]

    [11]

    Li H, Luo Z L, Liu Z, Xia Y X, Han X X, Yu H Y, Sun G D 2016 J. Synth. Cryst. 45 2406 (in Chinese) [李辉, 罗至利, 刘哲, 夏晓宇, 韩旭旭, 余鸿洋, 孙国栋 2016 人工晶体学报 45 2406]

    [12]

    Segal M D, Lindan P J D, Probert M J, Pickard C J, Hasnip P J, Clark S J, Payne M C 2002 Phys. Condens. Matter. 14 2717

    [13]

    Vanderbilt D 1990 Phys. Rev. B 41 7892

    [14]

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

    [15]

    Born M 1940 Proc. Cambridge Phil. Soc. 36 160

    [16]

    Hu J Q, Xie M, Chen J L, Liu M M, Chen Y T, Wang S, Wang S B, Li A K 2017 Acta Phys. Sin. 66 057102 (in Chinese) [胡洁琼, 谢明, 陈家林, 刘满门, 陈永泰, 王松, 王塞北, 李爱坤 2017 物理学报 66 057102]

    [17]

    Pugh S F 1954 Philos. Mag. 45 823

    [18]

    Blanco M A, Francisco E, Luaa V 2004 Comput. Phys. Commun. 158 57

    [19]

    Otero-De-La-Roza A, Abbasi-Prez D, Luaa V 2011 Comput. Phys. Commun. 182 2232

    [20]

    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]

  • [1]

    Barsoum M W 2000 Prog. Solid State Chem. 28 201

    [2]

    Barsoum M W, El-Raghy T 2001 Am. Sci. 89 334

    [3]

    Keast V J, Harris S, Smith D K 2009 Phys. Rev. 80 308

    [4]

    Aryal S, Sakidja R, Ouyang L, Ching W Y 2015 J. Eur. Ceram. Soc. 35 3219

    [5]

    Ching W, Mo Y, Aryal S, Rulis P 2013 J. Am. Ceram. Soc. 96 2292

    [6]

    Atazadeh N, Heydari M S, Baharvandi H R, Ehsani N 2016 Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 61 67

    [7]

    Xiao J, Yang T, Wang C, Xue J, Wang Y 2015 J. Am. Ceram. Soc. 98 1323

    [8]

    Du Y L, Sun Z M, Hashimoto H, Barsoum M W 2009 Phys. Lett. A 374 78

    [9]

    Manoun B, Zhang F X, Saxena S K, EI-Raghy T, Barsoum M W 2006 Phys. Chem. Solids 67 2091

    [10]

    Zhu J, Lin H, Zhu C C, Bai Y L 2013 Rare Metal Mat. Eng. 42 290 (in Chinese) [朱佳, 林红, 朱春城, 柏跃磊 2013 稀有金属材料与工程 42 290]

    [11]

    Li H, Luo Z L, Liu Z, Xia Y X, Han X X, Yu H Y, Sun G D 2016 J. Synth. Cryst. 45 2406 (in Chinese) [李辉, 罗至利, 刘哲, 夏晓宇, 韩旭旭, 余鸿洋, 孙国栋 2016 人工晶体学报 45 2406]

    [12]

    Segal M D, Lindan P J D, Probert M J, Pickard C J, Hasnip P J, Clark S J, Payne M C 2002 Phys. Condens. Matter. 14 2717

    [13]

    Vanderbilt D 1990 Phys. Rev. B 41 7892

    [14]

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

    [15]

    Born M 1940 Proc. Cambridge Phil. Soc. 36 160

    [16]

    Hu J Q, Xie M, Chen J L, Liu M M, Chen Y T, Wang S, Wang S B, Li A K 2017 Acta Phys. Sin. 66 057102 (in Chinese) [胡洁琼, 谢明, 陈家林, 刘满门, 陈永泰, 王松, 王塞北, 李爱坤 2017 物理学报 66 057102]

    [17]

    Pugh S F 1954 Philos. Mag. 45 823

    [18]

    Blanco M A, Francisco E, Luaa V 2004 Comput. Phys. Commun. 158 57

    [19]

    Otero-De-La-Roza A, Abbasi-Prez D, Luaa V 2011 Comput. Phys. Commun. 182 2232

    [20]

    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]

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-26
  • 修回日期:  2017-05-08
  • 刊出日期:  2017-07-05

高压下Ti2AlX(X=C,N)的结构、力学性能及热力学性质

  • 1. 中北大学材料科学与工程学院, 太原 030051;
  • 2. 太原理工大学材料科学与工程学院, 太原 030024
  • 通信作者: 赵宇宏, zhaoyuhong@nuc.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:U1610123,51674226,51574207,51574206,51274175)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,计算研究了压力对Ti2AlC与Ti2AlN结构、力学性能的影响.研究发现压力的增大会使体系的体积比降低,Ti2AlC压缩性较Ti2AlN好.力学性能研究发现,压力的增大使材料抵抗变形能力增强,体系的延展性有了很大的提升,当压力超过40 GPa后,Ti2AlC与Ti2AlN从脆性材料转变为延性材料,体模量与剪切模量的比值达到1.75,延展性有了很大的提升.通过准谐德拜模型,分析了压力与温度对Ti2AlC与Ti2AlN体模量、热容及热膨胀系数的影响.结果表明,随着温度的升高,Ti2AlN与Ti2AlC的体模量下降.定容热容与定压热容的变化趋势相同,但在高温下,定容热容遵循Dulong-Petit极限,温度对热容的影响效果较压力明显.温度与压力对Ti2AlN与Ti2AlC线膨胀系数的影响主要发生在低温区域.

English Abstract

参考文献 (20)

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