Ti3(ZnxAl1-x)C2固溶体热学、电学和力学性质的理论研究

作者：邓斐然; 徐敏^*; 苗峰; 黄毅; 冯世全; 宋明泽; 肖晨达; 林园园; 李慧敏

来源：人工晶体学报, 2022, 51(03): 477-492.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20220224.011

• Ti3(ZnxAl1-x)C2
• MAX相
• 低维晶态材料
• 第一性原理
• 电子性质
• 弹性性质
• 声子性质

采用第一性原理的密度泛函理论平面波赝势法，通过投影缀加波(PAW)和广义梯度近似(GGA)系统地研究了Ti3(ZnxAl1-x)C2的结构、能量、声子性质、电子性质和弹性性质。对MAX相Ti3AlC2晶体中A位置的Al元素用Zn元素进行替换掺杂，构建出Ti3(ZnxAl1-x)C2(x=0,0.25,0.5,0.75,1)固溶体结构模型。计算分析表明：在所研究的掺杂浓度范围内Ti3(ZnxAl1-x)C2均是热力学、动力学和力学稳定的脆性材料；此外，Ti3(ZnxAl1-x)C2(x=0,0.25,0.5,0.75,1)均呈现金属性，在费米能级处的电子态密度主要贡献来自Ti-3d态，同时具有离子键、共价键和金属键的综合性质。随着Zn原子掺杂浓度的增加，在一定程度上其导电性和塑性均增强。

• 单位
  郑州轻工业大学; 西南民族大学