任元
,
刘学杰
,
卞志倩
稀土
doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201506005
为考察CeO2及其固溶过渡金属原子后的力学特性,采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,计算了过渡金属(Ti族:Ti、Zr、Hf,V族:V、Nb、Ta)单原子置换固溶在CeO2中的结构,进而计算CeO2及其固溶结构的力学特性.计算结果表明,固溶后CeO2体系力学常数(B、G、E、C11、C12)均有所增加,其中固溶Nb原子后力学性能提高比较明显.但固溶Ti、V原子后C44出现明显下降的现象.Nb原子固溶体的弹性模量明显增大,且各向异性与CeO2相似无明显差异.较Ti、V、Ta原子在CeO2中的置换固溶结构的弹性模量各向异性明显不同,Nb、Zr、Hf原子在CeO2中置换固溶结构的弹性模量各向异性并不突出.通过计算CeO2的能带和态密度,CeO2表现非金属性,且能带结构中存在两条带隙.
关键词:
CeO2
,
过渡金属原子
,
固溶结构
,
力学性能
