Mo_2BC 中同时具备高硬度与高延性的非常规机制
材料科学
2019-08-14 v1
摘要
材料要么具有高硬度，要么具有优异延性，但很少同时兼具二者。Mo_2BC 是极少数同时具有高维氏硬度和相对延性的晶态材料之一。本文利用第一性原理应力-应变计算揭示了这种硬度与延性独特平衡的起源。结果显示出一种各向异性响应，包括显著的中间拉伸应变硬化行为，以及剪切应变下的两步顺序失效。支配其力学性质的机制更类似于生物系统或某些聚合物网络等延性软材料，而非坚硬的难熔金属。通过分析力学扰动下电子结构与化学成键环境的变化，确立了这一出乎意料的响应。最重要的是，极端应变下的优化结构显示态密度中伪能隙的形成以及该结构硼-硼锯齿链的二聚化。这导致这些强共价键的增强，有助于将最终失效推迟到高于预期应变的程度。这些结果为通过识别在极端应变下形成电子亚稳结构的化合物，开发新一代高硬度、延性材料提供了平台。
引用
@article{arxiv.1904.00149,
title = {An unconventional mechanism for simultaneous high hardness and ductility in Mo$_2$BC},
author = {Aria Mansouri Tehrani and Amber Lim and Jakoah Brgoch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.00149},
year = {2019}
}