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MAX相材料是一种兼具金属和陶瓷优异性能的层状化合物,可以运用于高温、高压、高辐射等极端环境,被认为是下一代核反应堆和高温结构的候选材料。为了保证核反应堆使用寿命,MAX相材料必须能够在高辐射、高温和高腐蚀环境下保持良好的机械性能和稳定性,所以提高MAX相材料性能以适应极端环境,以及研究极端环境下缺陷对MAX相材料性能的影响是很有必要的。研究表明X位固溶掺杂是提高MAX相材料性能的有效途径。极端环境下点缺陷对MAX相材料性能有很大影响。基于此,本文利用第一性原理计算方法,以Hf2PB为研究对象,系统研究了 X位固溶掺杂和点缺陷对Hf2PB晶格结构、形成能、电子结构和力学性能的影响,具体研究内容和结果如下:1、研究了 C和N掺杂B的固溶体Hf2PB1-xMx的晶体结构、电子结构和力学性能。研究结果表明:固溶体的晶格常数随C/N掺杂浓度增加而减小;Hf2PB及其固溶体表现出良好的金属性,态密度和电荷密度显示Hf2PB及其固溶体中Hf与X位的B/C/N间以共价键结合;Hf2PB及其固溶体的弹性常数和弹性模量都随掺杂浓度增加而增加,固溶体的硬度随掺杂浓度的增加先增大后减小,掺杂浓度对固溶体的塑性、机械可加工性能和各向异性影响很小;热学研究发现Hf2PB及其固溶体具有很高的德拜温度,拥有很高的热导率,是良好的导热材料。2、研究了三种空位缺陷对Hf2PB晶体结构、电子结构、力学性能的影响。研究结果表明:三种空位缺陷使Hf2PB体积均减小;从费米能级处态密度值判断出存在空位缺陷的Hf2PB表现出更强的金属性,空位附近的原子电荷密度和态密度发生很大变化;所有的空位缺陷都造成Hf2PB弹性常数、弹性模量和硬度降低,但是对塑性和各向异性影响很小。3、研究了 Hf2PB中H杂质原子对晶体结构、电子结构和力学性能的影响。研究结果表明:三种H杂质原子导致Hf2PB体积减小;引入H杂质原子后Hf2PB金属性能增强,缺陷附近的原子电荷密度和态密度都发生很大变化;H作为杂质取代P和B降低了 Hf2PB的弹性常数、弹性模量以及硬度,却增强其塑性,而H取代Hf的H杂质原子造成杨氏模量E和剪切模量G增加、塑性降低。点缺陷会降低Hf2PB的部分力学性能,但是可以增强其金属性。