材料的維氏硬度（Hυ）高于40GPa被認為是超硬的。超硬材料具有獨特的結(jié)構(gòu)并且顯示出優(yōu)異的特性:不可壓縮性、耐磨性。使這類材料對于各種工業(yè)應(yīng)用都是必不可少的,例如車削、切削、鉆孔和研磨。近年來,全球?qū)Τ膊牧系男枨蠖荚诔掷m(xù)不斷地上升當(dāng)中。碳是一種重要的元素。因為它可以形成多種雜化類型,并且可以結(jié)合其他元素產(chǎn)生出各種化合物。元素碳有三個最著名的同素異形體:石墨、金剛石和無定形碳。自從二十世紀八十年代以來,研究者對碳的新的同素異形體產(chǎn)生了巨大的興趣。其中包括富勒烯、碳納米管和石墨烯。這些合成的同素異形體對化學(xué)、物理、材料和信息科學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)和技術(shù)均產(chǎn)生了巨大的影響,導(dǎo)致產(chǎn)生了許多衍生物、設(shè)備和產(chǎn)品�，F(xiàn)在三元的B-C-N化合物同樣也引起研究者巨大的興趣,有可能在該體系中發(fā)現(xiàn)了新的穩(wěn)定的超硬材料,而且該材料的一些性質(zhì)要優(yōu)于金剛石和c-BN。一些超硬的B-C-N化合物已經(jīng)由高溫和高壓的方法合成出來了。本文應(yīng)用第一性原理系統(tǒng)地研究了 m-BCN的各項性質(zhì)。m-BCN源于一種超硬碳相,我們用B和N原子取代一些碳原子以形成三元材料,以提高其熱力學(xué)穩(wěn)定性。計算結(jié)果表明:該體系的力學(xué)參數(shù)均較高且符合... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 超硬材料
        1.1.1 超硬材料簡介
        1.1.2 共價鍵硬度
        1.1.3 硬度的測量和校準
        1.1.4 超硬材料的彈性模量
        1.1.5 硬度與彈性模量的相關(guān)性
        1.1.6 尺寸效應(yīng)
        1.1.7 新的超硬材料
        1.1.8 高性能超硬體材料
        1.1.9 挑戰(zhàn)和未來方向
    參考文獻
第二章 第一性原理與使用軟件介紹
    2.1 第一性原理
    2.2 能帶理論
        2.2.1 絕熱近似
        2.2.2 平均場近似
        2.2.3 周期勢場近似
    2.3 密度泛函理論
        2.3.1 密度泛函理論簡介
        2.3.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.3.3 Kohn-Sham方程
    2.4 交換相關(guān)泛函
        2.4.1 局域密度近似
        2.4.2 廣義梯度近似
    2.5 CALYPSO軟件
        2.5.1 CALYPSO的簡介
        2.5.2 CALYPSO的功能
        2.5.3 CALYPSO的特點
    2.6 VASP軟件
        2.6.1 VASP的簡介
        2.6.2 VASP的功能
        2.6.3 VASP的特點
    2.7 CASTEP軟件
        2.7.1 CATEP的簡介
        2.7.2 CASTEP的功能
        2.7.3 CASTEP的方法
    參考文獻
第三章 超硬材料m-BCN的計算研究
    3.1 引言
    3.2 計算細節(jié)
    3.3 結(jié)果
    3.4 討論
        3.4.1 靜水壓下的性質(zhì)
        3.4.2 剪切應(yīng)力-應(yīng)變的性質(zhì)
        3.4.3 電子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)
        3.4.4 機械穩(wěn)定性
    3.5 結(jié)論
    參考文獻
第四章 T_d-C_(28)基超硬材料的計算研究
    4.1 引言
    4.2 計算細節(jié)
    4.3 結(jié)果
    4.4 討論
        4.4.1 彈性各向異性的性質(zhì)
        4.4.2 靜水壓下的性質(zhì)
        4.4.3 電子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)
    4.5 結(jié)論
    參考文獻
第五章 總結(jié)
碩士期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3279864