Cu5Zr、Cu5Hf和CuZr的結構、力學及電子性質的研究.pdf

1、塊狀金屬玻璃（BMG）由于具有較高彈性限度、較高斷裂強度和硬度而被人們所熟知。但是許多BMG都會表現(xiàn)出明顯的脆性，這極大地限制了它們的進一步發(fā)展。為了解決這一問題，經(jīng)常采用引入第二相的辦法。這些引入的第二種結晶相會顯著影響金屬玻璃的韌性及其它物理和化學性質。所以本文的主要工作將集中在CuZr非晶合金內的三種結晶顆粒（Cu5Zr、Cu5Hf和CuZr）的結構、機械性質和電子性質的研究上。
　　首先，采用第一性原理與準諧德拜模型相結合

2、的方法研究了Cu5Zr和Cu5Hf的結構、彈性和熱動力學性質。筆者計算的AuBe5結構類型Cu5Zr和Cu5Hf的晶格常數(shù)與之前的理論值和實驗值都符合很好。而從形成焓的計算中發(fā)現(xiàn)CaCu5類型的Cu5Hf不如AuBe5類型穩(wěn)定。由于Zr和Hf具有相近的原子半徑和化學性質，所以Cu5Zr和Cu5Hf具有相似的機械和熱動力學性質。但是Cu5Hf在硬度和抵抗斷裂上具有更好的表現(xiàn)，筆者也從電子結構方面給予了分析。
　　其次，用超胞和虛晶近

3、似的方法對Ni和Ti摻雜的B2CuZr合金的相穩(wěn)定性、馬氏體轉變（MT）行為和機械性質進行了研究。不同類型超胞的形成焓被用來判斷摻雜原子的占位和摻雜元素對B2CuZr相穩(wěn)定性影響。通過合金元素對某些彈性模量的影響，對組分依賴的馬氏體轉變開始溫度（Ms）做了預測。這些結果將對Ni摻雜的CuZr合金的不同實驗結果給出理論上的解釋，并且證實Ti使CuZr結構趨于不穩(wěn)定，從而使Ms降低。結合計算的彈性常數(shù)，還對合金元素對CuZr的塑性和負的泊松