稀土二硅酸盐热学与弹性性质的设计准则
材料科学
2023-03-07 v1
摘要
稀土硅酸盐是当前用于 SiC 基陶瓷基复合材料作为燃气涡轮发动机热端部件的环境障涂层的标材料。为拓展设计空间至所有可用稀土元素以优化功能，需要理解 SiO 性质的系统性趋势。本工作中，我们将第一性原理计算与针对一系列不同 SiO 组分与相的杨氏模量、热膨胀系数和热导率的实验测量相结合。在这些性质中观察到作为稀土阳离子半径函数的清晰趋势。对于杨氏模量和热膨胀，这些趋势在多组分系统中同样成立；而多组分系统的热导率明显更低，表明此类材料也有潜力作为热障。这些结果为开发具有与基底匹配的刚度和热膨胀、同时具有更低热导率的新型热与环境障涂层提供了设计准则。
引用
@article{arxiv.2303.02540,
title = {Design rules for the thermal and elastic properties of rare-earth disilicates},
author = {Cormac Toher and Mackenzie J. Ridley and Kathleen Q. Tomko and David Hans Olson and Stefano Curtarolo and Patrick E. Hopkins and Elizabeth J. Opila},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.02540},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 5 figures