关键词:
三元硅化物
高压
第一性原理
弹性性质
电子性质
摘要:
基于密度泛函理论的第一性原理,研究了压力对Cr_(5)Si_(3)C和Mo_(5)Si_(3)C两种金属间化合物硅化物的结构、弹性和电子性质的影响.通过对不同压强条件下晶格参数的研究表明,Cr_(5)Si_(3)C与Mo_(5)Si_(3)C的晶格常数随着压强的增大而逐渐减小,且Cr_(5)Si_(3)C的形变程度略高于Mo_(5)Si_(3)C,但均能保持稳定的六方晶体结构.弹性常数的研究证明了Cr_(5)Si_(3)C与Mo_(5)Si_(3)C在高压下的机械稳定性,而且Cr_(5)Si_(3)C沿(x,y,z)轴的线性抗压缩能力要低于Mo_(5)Si_(3)C,但随着压强的增加,Cr_(5)Si_(3)C的抗压缩能力逐渐与Mo_(5)Si_(3)C相持平.然而,Cr_(5)Si_(3)C与Mo_(5)Si_(3)C的维氏硬度随着压强的增加均逐渐增加,加压到150 GPa时,Cr_(5)Si_(3)C与Mo_(5)Si_(3)C的维氏硬度分别增加了31%和54%,并且高压下的抗压缩、抗剪切能力和刚度也是与压强的变化成正相关.在高压下Cr_(5)Si_(3)C的剪切模量和杨氏模量是要优于Mo_(5)Si_(3)C的;在常压下Cr_(5)Si_(3)C为脆性,但施加压力超过20 GPa后表现出韧性行为,而Mo_(5)Si_(3)C从常压到150 GPa高压均表现出韧性,且韧性随压强增强而逐渐增强.电子结构证明了Cr_(5)Si_(3)C与Mo_(5)Si_(3)C物质的金属性质,并且在高压下也能保持良好的金属性质.