本文關(guān)鍵詞：過渡金屬硼化物物理性質(zhì)的第一性原理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：過渡族金屬硼化物具有良好的耐磨損、高硬度、高熔點(diǎn)、高電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率等特性,因此常常作為超高溫結(jié)構(gòu)材料。本論文對過渡金屬硼化物的熱力學(xué)性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)以及彈性性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,具體內(nèi)容如下:(1)運(yùn)用基于密度泛函理論的從頭計(jì)算方法,系統(tǒng)的研究了前過渡金屬一硼化物(TMB)的晶體結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)穩(wěn)定性、彈性性能、化學(xué)鍵以及電子結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,這11種CrB型硼化物晶體是熱力學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定的。同時運(yùn)用有限應(yīng)力應(yīng)變的方法計(jì)算了其彈性常量,討論了其彈性性能與電子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,由于在交錯的Y和B原子層之間存在的弱相互作用,YB有高的切削性和低的硬度。(2)通過準(zhǔn)簡諧德拜模型分析了前過渡金屬二硼化物(TMB2)的力學(xué)性質(zhì)隨溫度和壓力的變化規(guī)律。按照二硼化物的體積彈性模量和熱膨脹系數(shù)與溫度的依賴關(guān)系的不同,可以將TMB2分為三類。結(jié)果表明,4d、5d族的TMB2化合物是很好的高溫結(jié)構(gòu)材料。(3)通過基于密度泛函理論的從頭計(jì)算方法研究了AlB2型前過渡金屬二硼化物的電子和力學(xué)性能。這11種二硼化物的五個獨(dú)立的剛度系數(shù),體積彈性模量和剪切彈性模量與已有的實(shí)驗(yàn)和理論數(shù)據(jù)吻合得很好。同時本文還詳細(xì)討論了它們的彈性性能與電子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。雖然VIB族過渡金屬二硼化物有著高的B/G和B/C44值,但是其高硬度使得這類硼化物不易被機(jī)加工。
【關(guān)鍵詞】：硼化物 第一性原理 熱力學(xué)性質(zhì) 電子結(jié)構(gòu) 彈性性質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O613.81;TQ163
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 超硬材料簡介9-12
• 1.1.1 金剛石9-10
• 1.1.2 立方氮化硼10-11
• 1.1.3 超硬材料的研究進(jìn)展11-12
• 1.2 金屬硼化物的研究進(jìn)展12-13
• 1.3 本課題研究的目的和意義13-15
• 第二章 計(jì)算原理和方法15-27
• 2.1 第一性原理計(jì)算方法15-17
• 2.1.1 多粒子體系的薛定諤方程15-16
• 2.1.2 非相對論近似16
• 2.1.3 絕熱近似16-17
• 2.1.4 軌道近似17
• 2.2 密度泛函理論17-22
• 2.2.1 Hohenberg-Kohn定理18-19
• 2.2.2 Kohn-Sham方程19-20
• 2.2.3 局域密度近似20-21
• 2.2.4 廣義梯度近似21-22
• 2.3 贗勢平面波方法22-23
• 2.3.1 對模守恒贗勢22-23
• 2.3.2 超軟贗勢23
• 2.4 準(zhǔn)諧德拜模型23-24
• 2.5 計(jì)算軟件簡介24-27
• 2.5.1 VASP24
• 2.5.2 WIEN2k24-27
• 第三章 TMB的電子結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)27-41
• 3.1 引言27-28
• 3.2 晶體結(jié)構(gòu)及計(jì)算方法28-30
• 3.2.1 晶體結(jié)構(gòu)28
• 3.2.2 計(jì)算方法28-30
• 3.3 結(jié)果與討論30-38
• 3.3.1 TMB的幾何結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)穩(wěn)定性30-32
• 3.3.2 TMB的彈性性質(zhì)32-34
• 3.3.3 TMB的化學(xué)鍵合和電子結(jié)構(gòu)34-38
• 3.4 本章小結(jié)38-41
• 第四章 TMB_2的晶體結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)41-51
• 4.1 引言41
• 4.2 計(jì)算原理與參數(shù)設(shè)置41-45
• 4.3 結(jié)果與討論45-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 TMB_2的電子結(jié)構(gòu)和彈性性質(zhì)51-61
• 5.1 引言51
• 5.2 計(jì)算方法51-52
• 5.3 結(jié)果與討論52-59
• 5.3.1 TMB_2的彈性性質(zhì)與可加工性分析52-56
• 5.3.2 TMB_2的電子結(jié)構(gòu)及其與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)聯(lián)56-59
• 5.4 本章小結(jié)59-61
• 第六章 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 致謝69-70

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：306432