CoxBy合金力学性能、热学性质及电子性质的第一性原理研究
文档名：CoxBy合金力学性能、热学性质及电子性质的第一性原理研究
摘要：CoxBy合金是一种具有高硬度和高熔点的材料,因其稳定的化学性质、高强度以及良好的热稳定性,在诸多领域具有广泛的应用前景.基于第一性原理方法研究了CoB,Co2B,Co3B,Co23B6,Co5B165种CoxBy合金的热力学性质和电子性质.采用能量-应变方法计算了二元合金的弹性常数和相关力学特性,基于准简谐德拜模型计算了有限温度内的德拜温度ΘD和热膨胀系数α等热力学特性.通过对二元合金的力学参数比较,发现CoB合金的综合力学性能在所研究的合金中是最好的;态密度图谱表明5种CoxBy合金均具有较好的金属性和良好的导电性,在电极材料领域有一定的应用潜力,且在Co3B和Co23B6合金中,Co原子的d电子轨道和B原子的p电子轨道间产生了共振峰,说明Co—B间有显著的化学键特征.本研究补充了CoxBy二元合金热力学性能参数的空缺,为Co基或Co—B二元合金材料的设计和应用提供了理论参考.
Abstract：CoxByalloywithhighhardnessandhighmeltingpointhaswiderangeofapplicationsinmanyfieldsbecauseofitsstablechemicalproperty,highstrength,andgoodthermalstability.Inthiswork,thethermodynamicandelectricalpropertiesoffiveCoxByalloys(CoB,Co2B,Co3B,Co23B6andCo5B16),werestudiedandcomparedbasedonafirst-principlesapproach.Theelasticconstantandrelatedmechanicalpropertyofthebinaryalloyswerecalculatedbyusingtheenergy-strainmethod,andthethermodynamicpropertiessuchastheDebyetemperature(ΘD)andthecoefficientofthermalexpansion(α)withinafinitetemperaturewerecalculatedbasedonthequasi-simpleharmonicDebyemodel.Bycomparingthemechanicalparametersofthebinaryalloys,itisfoundthatthecomprehensivemechanicalpropertyoftheCoBalloyisthebestamongthestudiedalloys;thestatedensitymappingindicatesthatallfiveCoxByalloyshavegoodmetallicityandelectricalconductivity,andhavesomepotentialapplicationsinthefieldofelectrodematerials.InCo3BandCo23B6alloys,thereisaresonancepeakbetweenthedelectronorbitalofCoatomandthepelectronorbitalofBatom,indicatingthatthereisasignificantchemicalbondbetweenCo—B.ThestudycomplementsthegapofthermomechanicalpropertyparametersofCoxBybinaryalloysandprovidesatheoreticalreferenceforthedesignandapplicationofCobasedorCo—Bbinaryalloymaterials.
作者：金格 吴尉 李姗玲 陈璐 史俊勤 贺一轩 范晓丽 Author：JINGe WUWei LIShanling CHENLu SHIJunqin HEYixuan FANXiaoli
作者单位：西北工业大学材料学院先进润滑与密封材料研究中心,西安710049西北工业大学材料学院先进润滑与密封材料研究中心,西安710049;凝固技术国家重点实验室,西安710072
刊名：材料工程
Journal：JournalofMaterialsEngineering
年，卷(期)：2024, 52(4)
分类号：TB31
关键词：CoxBy合金热力学性质电子性质第一原理计算
Keywords：CoxByalloythermodynamicpropertyelectronicpropertyfirst-principlescalculation
机标分类号：TG146.2O469O646
在线出版日期：2024年4月28日
基金项目：国家自然科学基金CoxBy合金力学性能、热学性质及电子性质的第一性原理研究[
期刊论文]材料工程--2024, 52(4)金格吴尉李姗玲陈璐史俊勤贺一轩范晓丽CoxBy合金是一种具有高硬度和高熔点的材料,因其稳定的化学性质、高强度以及良好的热稳定性,在诸多领域具有广泛的应用前景.基于第一性原理方法研究了CoB,Co2B,Co3B,Co23B6,Co5B165种CoxBy合金的热力学性质和电子性质.采...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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