低价锆氧化物Zr_(3)O的结构、热力学和弹性性质第一性原理研究(英文)

作者：周虹伶; 陈莉君; 杨晓玲; 刘许旸; 孙超; 栾佰峰

来源：Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2023, 1-15.

• 第一性原理
• Zr_(3)O
• 晶格动力学
• 热力学性质
• 弹性模量

本文采用第一性原理系统地研究了三种Zr3O晶形(空间群分别为Rc、R32和P6322)的晶格动力学及其与温度相关的热力学和力学性质。计算得到的三种Zr3O晶形的晶体结构参数与实验结果一致。此外，证明了三种Zr3O结构在动力学和热力学上均具有稳定性。系统获得了三种Zr3O晶形在0～1500 K温度范围内的熵、焓、吉布斯自由能、热容、热膨胀系数和弹性模量等性质。发现三种Zr3O晶形在0 K时的相对稳定性顺序为Zr3O (Rc)>Zr3O (R32)>Zr3O (P6322)，然而，在50 K时Zr3O (Rc)将转变成Zr3O (R32)，在540 K时又将转变为Zr3O (P6322)。相较于其它两种Zr3O相，Zr3O (R32)展现出更优越的力学性能。

• 单位
  中国核动力研究设计院; 重庆大学; 机械传动国家重点实验室; 航天学院