5d過渡金屬二氮化物及其鎂基固溶體強化作用的第一性原理研究.pdf

1、5d過渡金屬具有高熔點和高的體彈性模量，其形成的化合物和合金具有超硬材料和耐高溫的特性，已在超硬材料和合金強化等方面得到應(yīng)用。
　　 目前在超硬材料方面氮、碳化物是研究熱點之一，而鎂合金的高強、耐熱性低也是制約鎂合金發(fā)展的主要因素。
　　 本文基于密度泛函理論的第一性原理平面波贗勢方法，采用局域密度近似(LDA)、廣義梯度近似(GGA)交換關(guān)聯(lián)能函數(shù)，通過搭建晶胞模型，對5d過渡金屬TM(Hf、Ta、W、Re、Os、Ir

2、、Pt、Au)的二氮化物以及由其組成的鎂基固溶體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電子結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能等進行了原子層次的理論研究。
　　 本論文主要包括以下六方面內(nèi)容：第一章簡述了5d 過渡金屬、超硬材料及鎂合金的特性及應(yīng)用。第二章介紹了密度泛函理論的發(fā)展過程，以及計算所用軟件。第三章對5d過渡金屬的力學(xué)參數(shù)進行了計算和討論，得出結(jié)論：過渡金屬Os具有最高的體彈性模量、剪切模量和楊氏模量，最低的泊松比。第四章對具有WN2、TiO2和CoTe2等3種結(jié)

3、構(gòu)的5d 過渡金屬二氮化物的電子結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和態(tài)密度等進行了計算和討論，發(fā)現(xiàn)：(1)HfN2、OsN2、IrN2、PtN2的CoTe2型結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定；WN2和ReN2的TiO2型結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。(2)態(tài)密度的結(jié)果顯示，TMN2費米能級處的貢獻主要來自于TM的5d軌道和N的2p軌道，并且二者在成鍵態(tài)部分發(fā)生強烈的雜化現(xiàn)象，形成較強的共價鍵。第五章對5d過渡金屬固溶于鎂合金后的電子結(jié)構(gòu)和態(tài)密度等進行了計算和討論，分析認為：(1)Os、Re、