高压下的锡（Sn）：综述、X射线衍射、DFT计算与Gibbs能量建模
材料科学
2022-06-24 v2
摘要
本文给出Sn单元系的评估。首先，彻底综述了关于相平衡、热力学性质、体积及相关性质以及锡的冲击压缩的文献。其次，在金刚石压砧池中通过同步辐射X射线衍射研究了Sn体系，最高压力和温度分别达57 GPa和730 K。获得了关于{\gamma}（I4/mmm）和{\gamma}"（Im-3 m）相的热稳定性与热膨胀系数的新信息。第三，利用局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）泛函，对实验中观察到的锡的六种同素异形体相进行了密度泛函理论计算。这一实验与理论结合的研究进一步揭示了Sn在30–70 GPa范围内显著的亚稳态性质。最后，使用最近提出的与CALPHAD方法兼容的Joubert-Lu-Grover模型进行了Gibbs能量建模。重点讨论了体积及热力学性质向高压高温的外推。尽管在中等压力下热容的描述是近似的，但所有可用数据均被紧密复现至2500 K（约为锡常压熔点的5倍）和150 GPa（约为\b{eta}-Sn标准体积模量的近3倍）。
引用
@article{arxiv.2203.16240,
title = {Tin (Sn) at high pressure: review, X-ray diffraction, DFT calculations, and Gibbs energy modeling},
author = {Guillaume Deffrennes and Philippe Faure and François Bottin and Jean-Marc Joubert and Benoit Oudot},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.16240},
year = {2022}
}
备注
Accepted Manuscript: 58 pages (double-spaced), 13 figures. Supplementary notes: 12 pages, 7 figures