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基于第一性原理计算Rh含量对Ir-Rh合金力学性能的影响

潘新东 魏燕 蔡宏中 祁小红 郑旭 胡昌义 张诩翔

基于第一性原理计算Rh含量对Ir-Rh合金力学性能的影响

潘新东, 魏燕, 蔡宏中, 祁小红, 郑旭, 胡昌义, 张诩翔
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  • 采用密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,基于虚拟晶体势函数近似,通过计算Ir-xRh(x=0,5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100)合金的弹性常数、体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比等力学常数、电荷密度和能态密度,研究Rh含量对Ir-Rh合金力学性能的影响. 通过实验对计算结果加以验证,证明将虚晶近似法运用在Ir-Rh合金力学性能的计算中是合理的. 研究结果表明,Ir-Rh合金的强度和硬度随Rh含量的升高迅速增大,在Ir-10 Rh 处达到最大值后快速下降到Ir-40 Rh处后先缓慢上升再缓慢下降. Rh的添加会引起材料脆化,其脆性大小随着Rh含量的升高先增大后减小,在Ir-50 Rh处达到最大值. 另外,计算了纯Ir,Ir-10 Rh,Ir-50 Rh、纯Rh的电荷密度、Ir和Rh的差分电荷密度以及能态密度,结果表明在铱铑合金中存在一种伪共价键,从而导致其力学性质的异常.
      通信作者: 魏燕, hcy@ipm.com.cn;weiyan@ipm.com.cn ; 胡昌义, hcy@ipm.com.cn;weiyan@ipm.com.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51361014)、云南省应用基础重点项目(批准号:2016FA053)、 云南省技术创新人才(批准号:2013HB112)和稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室开放课题资助(批准号:SKL-SPM-201527)资助的课题.
    [1]

    Yamabe-mitarai Y, Ro Y, Maruko T, Harada H 1998 Metall. Mater. Trans. A 29 537

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-15
  • 修回日期:  2016-05-23
  • 刊出日期:  2016-08-05

基于第一性原理计算Rh含量对Ir-Rh合金力学性能的影响

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51361014)、云南省应用基础重点项目(批准号:2016FA053)、 云南省技术创新人才(批准号:2013HB112)和稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室开放课题资助(批准号:SKL-SPM-201527)资助的课题.

摘要: 采用密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,基于虚拟晶体势函数近似,通过计算Ir-xRh(x=0,5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100)合金的弹性常数、体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比等力学常数、电荷密度和能态密度,研究Rh含量对Ir-Rh合金力学性能的影响. 通过实验对计算结果加以验证,证明将虚晶近似法运用在Ir-Rh合金力学性能的计算中是合理的. 研究结果表明,Ir-Rh合金的强度和硬度随Rh含量的升高迅速增大,在Ir-10 Rh 处达到最大值后快速下降到Ir-40 Rh处后先缓慢上升再缓慢下降. Rh的添加会引起材料脆化,其脆性大小随着Rh含量的升高先增大后减小,在Ir-50 Rh处达到最大值. 另外,计算了纯Ir,Ir-10 Rh,Ir-50 Rh、纯Rh的电荷密度、Ir和Rh的差分电荷密度以及能态密度,结果表明在铱铑合金中存在一种伪共价键,从而导致其力学性质的异常.

English Abstract

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