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富硼钼-硼相的结构、稳定性与力学性能:一项计算研究

材料科学 2020-03-10 v3 计算物理

摘要

利用第一性原理计算、经验总能量模型和全局优化技术对钼硼化物进行了理论研究,以确定稳定的晶体结构。我们的计算揭示了已知 Mo-B 相的结构,与实验高度吻合。依据我们发展的晶格模型,我们详细描述了富硼 MoBxMoB_x(3<x<9)相的晶体结构,其为六方 P63/mmcP6_3/mmc-MoB3MoB_3 结构,其中 Mo 原子被三角形硼单元部分替代。这些 B3B_3 单元能量最稳定的排布对应于它们在晶体结构块体中的均匀分布,这导致形成无序非化学计量相;由于在邻近 B3B_3 单元间存在强排斥相互作用,在接近 x=5 的成分处出现有序化。MoBxMoB_x 能量最有利的结构对应于 4<x<5 的成分,其中 MoB5MoB_5 为最富硼的稳定相。MoB5MoB_5 的估计硬度为 37-39 GPa,表明富硼相具有潜在超硬特性。

关键词

引用

@article{arxiv.1907.05665,
  title  = {Structure, Stability and Mechanical Properties of Boron-Rich Mo-B Phases: A Computational Study},
  author = {Dmitry V. Rybkovskiy and Alexander G. Kvashnin and Yulia A. Kvashnina and Artem R. Oganov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.05665},
  year   = {2020}
}

备注

25 pages, 5 figures, 3 Tables, Supporting information (5 pages)