蓝盼盼,刘兵,肖美怡,李飞,刘斌,焦正,王江宇
LAN Panpan, LIU Bing, LIU Bin, WANG Jiangyu
摘要: 高熵碳化物在生物医疗和航空航天等领域有广泛应用前景,其结构与性能之间的关系受到研究者的广泛关注。本论文基于密度泛函理论计算,研究了四元高熵碳化物陶瓷(Hf0.25Zr0.25Ta0.25Nb0.25)C和相应二元金属碳化物体系AC(A=Hf, Zr, Ta, Nb)的电子结构和力学性能。通过高熵化合物的热力学分析可知,(Hf0.25Zr0.25Ta0.25Nb0.25)C可以形成单相的固溶体。从力学性能参数可以得到,计算得到的参数遵循混合规则,(Hf0.25Zr0.25Ta0.25Nb0.25)C的维氏硬度大于组成其的四种二元碳化物的平均值;由(Hf0.25Zr0.25Ta0.25Nb0.25)C的泊松比ν值及G/B值可知,其与二元碳化物相似,为脆性材料。通过分析电子结构,发现它们均为导体。四元高熵碳化物(Hf0.25Zr0.25Ta0.25Nb0.25)C表现出导电性有所增加,其共价键主要是由C-p和A-d(A=Hf, Zr, Ta, Nb)轨道电子杂化形成,由于碳化物中共存化学键的不均性,进一步改善了材料的力学性能。
中图分类号: