在B1型碳化的弹性模块上的非固态度和替代效应
Shuntaro Ida1, Kotaro Hoshizaki2, Takahiro Kaneko2
1Department of Materials Science, Graduate School of Engineering, Tohoku University, 6-6-02 Aramaki Aza Aoba, Aoba-ku, Sendai, 980-8579, Japan. shuntaro.ida.e1@tohoku.ac.jp.
该研究调查了碳化物 (TiC) 中替代 (Ti) 的 (Mo) 如何影响其弹性特性. 增加Mo含量增强了散装模块,而碳空缺减少了所有弹性模块,突出显示了M-X债券强度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态化学 固态化学
- 计算材料科学科学 计算材料科学
背景情况:
- B1型MX陶的特点是过渡金属 (M) 和非金属 (X) 具有特定的粘合安排.
- 这些陶中的元素替代和空缺可以显著改变它们的特性.
研究的目的:
- 实验性地研究非静电测量碳化 (TiC) 的弹性模量变化.
- 将这些变化与元素替代 (Mo为Ti) 和碳空缺相关联.
- 将实验结果与密度函数理论 (DFT) 计算进行比较.
主要方法:
- 实验测量TiC的弹性模块 (散量模块K,扬模块E,剪切模块G).
- 在Ti站点和C站点的空缺位置上对Mo替代的受控变化.
- 与基于Voigt模型混合规则的DFT计算进行比较.
主要成果:
- TiC 的散装模量 (K) 从 205.6 增加到 239.2 GPa,而 Mo 分数 (0.11 到 0.33) 增加.
- 模量 (E) 和剪模量 (G) 在Mo替换后保持相对不变.
- 所有弹性模块 (K,E,G) 随着C站点空缺率的增加而下降.
- 实验结果显示与DFT计算有很好的一致性.
结论:
- M-X 键强度是影响 B1 型 TiC 的弹性模块的主导因素.
- 与Young的模量 (E) 和剪切模量 (G) 相比,M-M键对散装模量 (K) 有更大的影响.
- 固体几何学和元素组成批判性地控制MX陶的机械性能.
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