FeB4 的硬度：密度泛函理论研究
材料科学
2015-06-17 v2
摘要
最近的一项实验研究报道了成功合成了一种正交晶系 FeB4，其硬度高达 62 GPa，这重新引发了关于过渡金属硼化物 (TRBs) 化合物是否会成为超硬材料的广泛兴趣。然而，这与一些认为过渡金属硼化合物不太可能成为超硬材料的理论研究相矛盾。在此，我们利用密度泛函理论考察了 FeB4 的结构和电子性质。电子计算显示出良好的金属性和共价 FeB 键合。同时，我们广泛研究了 FeB4 在各种拉伸和剪切加载方向下的应力 - 应变关系。计算得出的最弱拉伸应力和剪切应力分别为 40 GPa 和 25 GPa。对 FeB4 的进一步模拟（例如沿最弱加载方向的电子局域函数和键长）表明，弱的 Fe-B 键合是造成这种低硬度的原因。此外，这些结果与采用不同经验硬度模型得出的维氏硬度值（11.7 至 32.3 GPa）一致，且低于 40 GPa 的超硬阈值。我们目前的结果表明 FeB4 是一种硬材料，但不太可能成为超硬材料。
引用
@article{arxiv.1311.4006,
title = {Hardness of FeB4: Density functional theory investigation},
author = {Miao Zhang and Mingchun Lu and Yonghui Du and Lili Gao and Cheng Lu and Hanyu Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.4006},
year = {2015}
}
备注
Accepted by JCP