张旭昀
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张正江
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孙丽丽
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王勇
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刘勇
人工晶体学报
基于第一性原理,利用密度泛函理论(DFT)在广义梯度近似(GGA)下的从头计算平面波超软赝势方法,从超硬材料BeCN2的结构(I-42d)出发,设计了B-C-N三元化合物,计算了弹性常数、声子谱、态密度、理论维氏硬度和高压下的物性变化.结果表明:四方结构B-C-N三元化合物有B2CN、BC2N和BCN2三种不同晶胞,其中BC2N力学稳定性和动力学稳定性较好.BC2N体积模量高达338 GPa,晶体结构中存在金属键,具有很强的共价键.BC2N的维氏硬度为49.0 GPa,属于超硬材料.压缩率低于超硬材料cg-CN,杨氏模量、体积模量、剪切模量和泊松系数均随外压的增大而增大,反映出结构的刚性、抗横向、切向及纵向形变能力增强.
关键词:
超硬材料
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三元化合物
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维氏硬度
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BC2N
刘洪江
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潘勇
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管伟明
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张昆华
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殷聪朋
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杜怡霖
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.04.019
过渡金属硼化物因其具有超硬特性而受到人们的关注,有望广泛应用于切屑加工工具、耐磨涂层、研磨材料等领域.介绍了制备过渡金属硼化物块体和薄膜材料的主要方法,并总结了部分过渡金属二元硼化物的结构和性能.不同过渡金属硼化物的结构不同,属于单斜、正交、六方等晶系；过渡金属硼化物薄膜材料的厚度在1μm以下；其硬度高于块体材料的硬度,达到超硬水平；但制得的过渡金属硼化物块体材料的硬度并不理想,与金刚石和立方氮化硼相比尚有一定的差距,还需进一步改进材料设计理念和探索新的制备方法.
关键词:
过渡金属硼化物
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超硬材料
,
制备方法
,
结构
,
性能
