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MgB239K的超导转变温度被发现以后,引起了科学界的极大关注。它是迄今为止发现的临界温度最高的简单金属化合物超导材料,也是有希望实现实用化的超导材料。目前,关于超导材料的研究文献主要集中于物理性质,例如超导能隙,热力学性质,传输性能等。值得注意的是,有研究表明缺陷(位错,Mg空位)和晶格应力能剧烈地影响MgB2的超导性和力学性质。尽管缺陷和高压下的弹性行为对于理解MgB2及其他超导材料的超导行为和力学行为是至关重要的,但超导材料高压下的位错性质及弹性各向异性在文献中仍缺乏研究。本文主要研究高压下 MgB2中位错的分解性质及 MgCNi3和 CdCNi3的弹性各向异性,具体内容如下: (1)高压下六角结构MgB2的弹性常数、广义层错能和分解位错 六角结构MgB2中的一个主要滑移系统是<11-20>{0001}。Zhu等人通过透射电子显微镜观察到 MgB2的层错并认为该层错来自于如下位错分解<1000>→1/3<1-100>+SF+1/3<2100>。本文通过第一性原理计算得到的广义层错能表明Zhu等人提出的分解方式导致极大的层错能而非极小值,且层错来自于<11-20>{0001}位错的分解。本文提出了一种能量最优的分解方式,即:<11-20>→1/2<11-20>+SF+1/2<11-20>。在此基础上,研究了不同压强下MgB2的弹性常数和各向异性,并利用包含离散效应修正的Peierls-Nabarro理论讨论了<11-20>分解位错的芯结构和不同压强下位错移动的Peierls应力。进一步,本文还讨论了MgB2存在点缺陷(Mg空位和B空位)时的分解位错芯结构及Peierls应力。 (2)高压下钙钛矿结构MgCNi3和CdCNi3的弹性常数及各向异性。 通过第一性原理计算结合均匀形变理论计算了MgCNi3和 CdCNi3的二阶和三阶弹性常数。利用Voigt–Reuss–Hill近似计算了体模量B,剪切模量G,平均杨氏模量 E和泊松比ν,理论结果与实验值符合。基于三阶弹性常数,获得了MgCNi3和CdCNi3不同压强下的二阶弹性常数。利用Zener各向异性因子A, Chung– Buessem各向异性因子 AC和普适各向异性因子 AU分析了MgCNi3和CdCNi3高压下的各向异性。此外,还讨论了MgCNi3和CdCNi3在不同压强下杨氏模量的各向异性。