Al-Co体系的结构预测及AlCoNi准晶的高压合成与表征

发布时间：2020-07-14 10:43

【摘要】：准晶自发现之日起,就因其独特的结构和性能而备受关注,目前发现的准晶大都属于Al基准晶,而AlCoNi准晶是典型的十次对称准晶。长久以来,对AlCoNi准晶及其相关准晶近似相的研究一直是该领域的热点。本文利用基于粒子群优化算法的CALYPSO结构预测软件结合第一性原理计算方法探索了与准晶相关的AI3Co体系可能存在的亚稳结构并发现了一种新相,其空间群为Pnma。我们首先对其结构进行了详细的描述,然后通过计算弹性常数、声子色散曲线和形成焓判定新相的力学、动力学和热力学稳定性。考虑到Co是一种有电子自旋的过渡金属,因此我们还进行了自旋极化计算判断其是否有磁性,结果证明其基态是非磁性状态。力学性质包括体模量(B)、杨氏模量(E)、剪切模量(G)和泊松比(σ)等的计算证明了新相具有很好的延展性。电子性质包括能带图和态密度图的分析表明新相是具有金属性的。同时也使用准简谐近似预测计算了新相的热力学性质,包括德拜温度((?)D)、体模量(B)、热容(Cp)和热膨胀系数(α)等。实验方面,为制备出AlCoNi准晶,我们应用六面顶压机进行高压合成实验,通过优化实验参数包括温度、压力和时间等,确定了获得准晶相的最佳工艺。对制备得到的样品进行X射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜(SEM)分析、透射电子显微镜(TEM)分析和能谱分析(EDS)确定了合成相的组织形貌和结构成分。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O753.3

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