过渡金属硼碳化物TM 3 B 3 C和TM 4 B 3 C 2 稳定性和性能的理论计算

发布时间：2024-03-24 11:25

　　在过渡金属轻元素化合物中,寻找新的硬质或者超硬材料是当前的一个研究热点.目前寻找范围多集中在过渡金属硼化物、碳化物和氮化物等二元体系,三元相的研究则相对较少.本文以已知Nb₃B₃C和Nb₄B₃C₂结构为模板,采用元素替代法构建了29种TM₃B₃C (TM为过渡金属元素)结构和29种TM₄B₃C₂结构,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,成功找到了热力学、动力学以及力学都稳定的Ta₃B₃C和Ta4B₃C2两种新相.结构搜索计算确认了这两相为全局能量最优结构.能带结构和态密度的计算显示这两相均为导体,导电性主要源于Ta原子的d电子.这两种新相的硬度大约为26 GPa,说明Ta₃B₃C和Ta₄B₃C₂

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