2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,過渡金屬硼化物被視為潛在的超硬材料,引起人們的廣泛關(guān)注,并對其進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究。本文采用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算,對過渡金屬鉻硼化物和鎢硼化物晶體結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和動力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。主要研究成果如下:
 ?。?)采用基于密度泛函理論的第一性原理對過渡金屬鉻硼化物的晶體結(jié)構(gòu)、熱學(xué)力學(xué)和動力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。對于所考慮的結(jié)構(gòu),計(jì)算得到的晶格常數(shù)與先前的理論和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果相吻合。計(jì)算結(jié)果表明

2、,hP12-CrB2(表示具有hP12-WB2結(jié)構(gòu)的 CrB2,后面按此定義)、oI10-CrB4和 oP10-CrB4的維氏硬度分別為42.7GPa、45GPa和46.1GPa,是潛在的超硬材料。通過計(jì)算所得的生成焓預(yù)測了化合物的熱力學(xué)穩(wěn)定性,并結(jié)合能量凸包的研究,提出 tI12-Cr2B、tI16-CrB、和 oP10-CrB4為基態(tài)相;隨著壓強(qiáng)的增加,實(shí)驗(yàn)上合成的另外三種化合物oI14-Cr3B4、oC20-Cr2B3和hP3-C

3、rB2在熱力學(xué)上變得越來越穩(wěn)定,并成為最穩(wěn)定相。對于 CrB3,我們詳細(xì)討論了由壓強(qiáng)引起的結(jié)構(gòu)相變、體積壓縮比和軸向壓縮比。通過聲子色散曲線,討論了它們的動力學(xué)穩(wěn)定性。
 ?。?)將晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測方法與第一性原理方法結(jié)合起來,研究了 WB3的晶體結(jié)構(gòu)、力學(xué)和熱力學(xué)性質(zhì)。對于WB3,我們使用USPEX軟件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)預(yù)測,選擇了五種能量較低結(jié)構(gòu),分別為:WB3_187_1u、WB3_187_2u、WB3_187_3u、WB3_164_2

4、u和 WB3_150_4u;我們也考慮了七種可能的結(jié)構(gòu)(WB3_m-AlB2、WB3_6u、WB3_4u、WB3_OsB3、WB3_FeB3、WB3_TaB3和WB3_TcP3)。研究表明,0GPa時(shí),WB3_6u具有最低的生成焓。所選結(jié)構(gòu)的相對熱力學(xué)穩(wěn)定性順序?yàn)?WB3_6u>W(wǎng)B3_4u>W(wǎng)B3_OsB3>W(wǎng)B3_187_3u>W(wǎng)B3_m-AlB2>W(wǎng)B3_187_2u>W(wǎng)B3_FeB3>W(wǎng)B3_TaB3>W(wǎng)B3_164_2u>W(wǎng)B

5、3_TcP3>W(wǎng)B3_150_4u。當(dāng)壓強(qiáng)超過12GPa以后,WB3_OsB3成為熱力學(xué)上最穩(wěn)定的相。當(dāng)壓強(qiáng)為100GPa時(shí),相對熱力學(xué)上的穩(wěn)定性順序變?yōu)?WB3_OsB3>W(wǎng)B3_187_3u>W(wǎng)B3_TaB3>W(wǎng)B3_187_2u>W(wǎng)B3_6u>W(wǎng)B3_4u>W(wǎng)B3_m-AlB2>W(wǎng)B3_164_2u>W(wǎng)B3_FeB3>W(wǎng)B3_TcP3>W(wǎng)B3_150_4u。通過對化合物軸向壓縮比進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)WB3_OsB3和WB3_187_3u

6、沿c軸方向具有超不可壓縮性,表明它們是超不可壓縮材料。在保護(hù)涂層方面,具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
 ?。?)我們也討論了含 W空位缺陷鎢硼化物的相穩(wěn)定性和力學(xué)性質(zhì)。我們分別建立了以 W2B9(P-3m1)、WB3_4u(P63/mmc)和 WB3_OsB3(P-6m2)為初始結(jié)構(gòu)的超胞,去掉超胞中的一個(gè)W原子形成W空位缺陷。為了忽略缺陷與缺陷之間的相互作用,盡量將超胞中間位置的鎢原子取代為空位。
  研究結(jié)果表明,隨著缺陷濃度的增

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