文献类型：期刊文章

作　　者：陶小马[1] 姚佩[1] 刘科成[1] 陈红梅[1] 欧阳义芳[1]

机构地区：[1]广西大学物理科学与工程技术学院,广西高校新能源材料及相关技术重点实验室,广西南宁530004

出　　处：《广西科学》

基　　金：国家自然科学基金项目(11464001;51531009;51661003);广西自然科学基金项目(2014GXNSFAA118308)资助

年　　份：2017

卷　　号：24

期　　号：6

起止页码：545-550

语　　种：中文

收录情况：CAS、JST、RCCSE、ZGKJHX、普通刊

摘　　要：【目的】难熔金属碳化物具有优异的物理化学性能,可在众多领域中广泛使用。【方法】利用基于密度泛函的第一性原理方法对Ta-C二元体系中的TaC、Ta_2C、Ta_4C_33个金属间化合物的热力学、力学性质以及电子结构进行计算研究。【结果】本研究晶格常数计算值和实验值一致,形成焓以及弹性常数计算值和其他理论值吻合。弹性模量计算值表明TaC具有最高的体积模量、剪切模量和杨氏模量,也即其脆性最大;而Ta_2C各个模量最小,其延展性最大。电子结构和电荷密度差显示Ta的d态电子和C的p态电子有杂化的现象,并且Ta-C之间呈现离子键特征。利用德拜模型得到了3个化合物在高温高压下的热物理性质,随着温度的增加,体积模量减小,而热容以及热膨胀系数增大,其中热容在1 000K以上变化越来越小,最后接近杜隆-珀蒂极限值。随着压强的增加,体积模量增大,而热容和热膨胀系数减小。【结论】在3个化合物中,TaC的强度最高,脆性最大,而Ta_2C的强度最低,延展性最好。

关 键 词：第一性原理 弹性常数  电子结构 热物理性质

分 类 号：TG146.416[材料类]