【摘 要】
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本文用平面波密度泛函理论研究了斜锆石型IVTMO2(m-TiO2,m-ZrO2和m-HfO2)的弹性,各向异性以及最小热导率.通过计算给出了弹性常数及其模量、泊松比、硬度、声速及德拜温度高
【机 构】
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Faculty of Materials and Energy, Southwest University,
【出 处】
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Science China Materials
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本文用平面波密度泛函理论研究了斜锆石型IVTMO2(m-TiO2,m-ZrO2和m-HfO2)的弹性,各向异性以及最小热导率.通过计算给出了弹性常数及其模量、泊松比、硬度、声速及德拜温度高温下的最小热导率.结果表明,m-MO2不是超硬材料,其硬度范围为8-13 GPa.m-TiO2是其中最硬的,而m-HfO2的硬度最小.同时还对弹性及塑性的各向异性进行了详细的分析,表明由于m-HfO2具有最强的各向异性,在制作薄膜时最容易产生微裂纹.值得指出的是,在三种氧化物中,m-HfO2由于具有最小的高温热导率而最有可能作为热障材料应用.
In this paper, the elastic, anisotropic and minimum thermal conductivities of orthorhombic IVTMO2 (m-TiO2, m-ZrO2 and m-HfO2) have been studied by using the plane wave density functional theory.The elastic constants and their moduli , Poisson’s ratio, hardness, sonic velocity and Debye temperature.The results show that m-MO2 is not a superhard material and its hardness range is 8-13 GPa.m-TiO2 is the hardest among them, The hardness of m-HfO2 is the smallest, and the anisotropy of elasticity and plasticity are also analyzed in detail, which shows that the m-HfO2 has the strongest anisotropy and is the most susceptible to micro-cracks in the film production. Of the three oxides, m-HfO 2 is most likely to be used as a thermal barrier material due to its lowest thermal conductivity at high temperature.
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