M_(2)SnC(M=Ti、V、Hf、Zr)空位形成机理及其对力学性能的影响研究OA

针对M_(2)SnC(M=Ti、V、Hf、Zr)中Sn空位形成及其对力学性能影响规律尚不明确的问题,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对Sn空位的形成能、结构稳定性及其对力学性能的影响进行了系统研究。结果表明,M_(2)SnC中Sn空位的形成能均低于M空位与C空位,表明Sn空位更易形成。其中,V_(2)SnC中Sn空位形成能最低,Zr_(2)SnC中Sn空位形成能最高。形成焓计算及弹性常数分析表明,引入Sn空位后结构仍保持热力学稳定性与力学稳定性。力学性能分析发现,Sn空位对不同M_(2)SnC相的影响呈现明显的差异,引入Sn空位后Ti_(2)SnC、Hf_(2)SnC和Zr_(2)SnC的体积模量、剪切模量及弹性模量均有所下降,而V_(2)SnC的剪切模量与弹性模量则均有所提高,这可能与空位诱导的局域键合重构有关。MAX相是一类三元层状碳化物/氮化物陶瓷材料,研究结果对MAX相中A空位的构筑与调控提供了理论依据。