Al3X(X=Zr、Ti、Ce、Er)化合物的第一性原理研究

作者：钟明君; 梁爽; 黄福祥^*; 阮海光; 彭成

来源：原子与分子物理学报, 2019, 36(04): 702-709.

• 第一性原理计算
• 铝金属间化合物
• 结构稳定性
• 力学性能

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对Al3X(X=Zr、Ti、Ce、Er)化合物生成焓、结合能、态密度、力学性能进行了计算.生成焓、结合能的计算结果表明:Al3X(X=Zr、Ti、Ce、Er)化合物中,Al3Zr最易形成,Al3Ce则最难形成,计算所得的结合能均为负值,化合物具有热力学稳定性,其中Al3Zr的热力学稳定性最好,Al3Er则最差.态密度结果分析:Al3X(X=Zr、Ti、Ce、Er)化合物在费米能级处态密度不为0,表现出金属特性,通过赝能隙大小判断出它们的共价性具有如下关系:Al3Zr>Al3Ti>Al3Ce>Al3Er,这与Al-3s、3p电子分别与Zr-4d,Ti-3d,Ce-5d、4f,Er-4f轨道电子具有较为明显的轨道杂化作用有关.力学性能计算结果表明:Al3Ti、Al3Zr抵抗体积变形、剪切变形的能力、刚度较Al3Er、Al3Ce大.由于Al3Zr、Al3Ti、Al3Ce、Al3Er具有一定共价性,共价键为方向性键,不利于塑性变形,因此它们均表现为脆性材料. Al3Zr、Al3Ti、Al3Ce、Al3Er本征维氏硬度大小排序为:Al3Ti>Al3Zr>Al3Er>Al3Ce.

• 单位
  重庆理工大学