高压下Cr_5Si_3C和Mo_5Si_3C的结构稳定性、弹性和电子结构性质的第一性原理研究
基于密度泛函理论的第一性原理,研究了压力对Cr_5Si_3C和Mo_5Si_3C两种金属间化合物硅化物的结构、弹性和电子性质的影响.通过对不同压强条件下晶格参数的研究表明,Cr_5Si_3C与Mo_5Si_3C的晶格常数随着压强的增大而逐渐减小,且Cr_5Si_3C的形变程度略高于Mo_5Si_3C,但均能保持稳定的六方晶体结构.弹性常数的研究证明了Cr_5Si_3C与Mo_5Si_3C在高压下的机械稳定性,而且Cr_5Si_3C沿(x,y,z)轴的线性抗压缩能力要低于Mo_5Si_3C,但随着压强的增加,Cr_5Si_3C的抗压缩能力逐渐与Mo_5Si_3C相持平.然而,Cr_5Si_3C与Mo_5Si_3C的维氏硬度随着压强的增加均逐渐增加,加压到150 GPa时,Cr_5Si_3C与Mo_5Si_3C的维氏硬度分别增加了31%和54%,并且高压下的抗压缩、抗剪切能力和刚度也是与压强的变化成正相关.在高压下Cr_5Si_3C的剪切模量和杨氏模量是要优于Mo_5Si_3C的;在常压下Cr_5Si_3C为脆性,但施加压力超过20 GPa后表现出韧性行为,而Mo_5Si_3C从常压到150 GPa高压均表现出韧性,且韧性随压强增强而逐渐增强.电子结构证明了Cr_5Si_3C与Mo_5Si_3C物质的金属性质,并且在高压下也能保持良好的金属性质.
四川大学学报(自然科学版)
2025年01期
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