新型Nb3AlN三元陶瓷的材料设计

稀有金属材料与工程, 2014, 43(10): 2321-2325.

新型Nb3AlN三元陶瓷的材料设计

韩文波 ^1, , 喻吉良 ^2, , 高家兴 ^3, , 张继红 ^4,

1.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院博士后流动站,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学特种环境先进复合材料技术国家级重点实验室,黑龙江哈尔滨150001

2.西北有色金属研究院,陕西西安710016

3.哈尔滨工业大学特种环境先进复合材料技术国家级重点实验室,黑龙江哈尔滨150001

4.牡丹江金钢钻碳化硼有限公司,黑龙江牡丹江157009

基金项目: National Natural Science Foundation of China (50972029) China Postdoctoral Science Foundation (2011M501032)

关键词：第一性原理 , 电子结构 , 热力学性质

Materials Design of New Nb3AlN Ternary Ceramic

Keywords： first-principles method , electronic structure , thermodynamic property

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似下的平面波赝势方法,模拟了Nb3AlN基本性能,如能带结构和热力学性能.模拟结构表明,Nb3AlN与金属的性能相似,具有良好的导电性和导热性.热容随温度的增加和压强的减小而增加.Grüneisen参数y随温度的增大而增大,并且随压强的增加Grüneisen参数γ呈非线性减小.德拜温度受温度和压强影响较大,随温度的增加而急剧减小,随压强增加而迅速增加.通过模拟吉布斯自由能和温度的关系表明,采用合适的工艺可以合成Nb3AlN.

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