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若干 211 MAX 相的弹性性质与晶格动力学:一项密度泛函理论研究

材料科学 2020-11-17 v1

摘要

利用 Quantum Espresso 和 VASP 代码中实现的广义梯度近似下的密度泛函理论,研究了 Ti2_2AlC、Ti2_2AlN、Ti2_2GaC、Ti2_2GaN、Ti2_2PbC、Ti2_2CdC 和 Ti2_2SnC 的弹性性质和晶格动力学。所得晶格参数与先前的理论研究和可用的实验数据一致。计算了所研究 MAX 相的弹性性质。弹性各向异性、杨氏模量、泊松比和剪切模量的值表明这些化合物稳定且具延展性,并且 Ti2_2PbC 和 Ti2_2CdC 比其它所考虑的化合物更稳定。因此,这七种化合物可能有益于工业应用。计算的声子谱证实了所研究的 MAX 相是动力学稳定的,因为不存在虚声子模。使用 Slack 所述的德拜理论确定了 MAX 相的温度依赖晶格热导率。所得 Ti2_2AlC 在 1300 K 的 κph\kappa_{ph} 与实验结果在 9%\% 以内相符。使用 Clarke 建议的经验公式估算的 MAX 相最小热导率(κmin\kappa_{min})表明 Ti2_2PbC 具有最低的最小热导率。

关键词

引用

@article{arxiv.2011.07102,
  title  = {The elastic properties and lattice dynamics for selected 211 MAX phases: A DFT study},
  author = {G. K. Arusei and M. Chepkoech and G. O. Amolo and N. Wambua},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2011.07102},
  year   = {2020}
}

备注

11 pages, 4 figures