RT 2 Al 20 三元金属间化合物物理特性的第一性原理研究

发布时间：2025-04-18 05:12

　　随着研究技术的逐渐成熟,越来越多的具有优于传统金属材料的合金被研究发现。该类合金材料由于具有良好的物理特性,因此被广泛应用于工业领域。在目前研究中,大多数集中于实验法制造高性能的合金物质RT₂Al₂₀,主要是以稀土、锕系和钙元素金属化合物,但是却鲜有研究此类化合物的弹性性能、电子结构以及热力学性能等。本文主要是以第一性原理的密度泛函理论的方法,系统的计算分析了钙金属化合物CaT₂Al₂₀（T=Ti,V,Cr,Nb,Mo,Ta）、稀土化合物GdT₂Al₂₀（T=Ti,V,Cr）和锕系化合物ThT₂Al₂₀（T=Ti,V,Cr）的物理性能。其中,计算得到的生成焓和声子散射图表明三类晶体材料具有结构稳定性。又根据力学性质得到了晶体材料的弹性模量、弹性常数、剪切模量、杨氏模量、脆韧性以及硬度等,计算结果表明三类化合物具有比纯Al更好的弹性性能,并且其物理特性都优于纯Al金属。此外,根据态密度分析了相应的轨道杂化,以此研究三...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 三元金属间化合物RT₂Al₂₀的研究现状
        1.2.1 稀土化合物
        1.2.2 锕系化合物
        1.2.3 钙系化合物
    1.3 选题的背景及研究内容
第2章 理论方法和计算软件介绍
    2.1 第一性原理计算
        2.1.1 求解多粒子体系的薛定谔方程
        2.1.2 Born-Oppenheimer近似
        2.1.3 Hartree-Fock近似
    2.2 密度泛函理论
        2.2.1 Thomas-Fermi模型
        2.2.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.3 Kohn-Sham方程
    2.3 交换关联泛函
    2.4 赝势
    2.5 Materials Studio软件介绍
第3章 钙系RT₂Al₂₀三元金属间化合物物理特性的第一性原理研究
    3.1 引言
    3.2 计算参数的设置
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构性能
        3.3.2 弹性性能
        3.3.3 各向异性
        3.3.4 电子结构
        3.3.5 热力学性能
        3.3.6 光学性能
    3.4 本章小结
第4章 稀土和锕系RT₂Al₂₀三元金属间化合物物理特性的第一性原理研究
    4.1 引言
    4.2 参数设置
    4.3 稀土RT₂Al₂₀三元金属间化合物物理特性的第一性原理研究
        4.3.1 结构性能
        4.3.2 弹性性能
        4.3.3 各向异性
        4.3.4 电子结构
        4.3.5 热力学性能
        4.3.6 小结
    4.4 锕系RT₂Al₂₀三元金属间化合物物理特性的第一性原理研究
        4.4.1 结构性能
        4.4.2 弹性性能
        4.4.3 各向异性
        4.4.4 热力学性能
        4.4.5 小结
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：4040587