论文部分内容阅读
ReB2在实验条件下的成功合成,使得ReXm(X=B,C,N;m=0,……)等系列铼化合物成为了超硬材料的研究热点之一。研究人员试图通过实验和理论等手段探索分析ReXm系列材料的超硬机制,力求获得硬度接近或超过金刚石的材料。尤其是理论计算方面,无经验参数依赖的第一性原理方法可以对硬度相关的原子和电子结构进行分析,提供解析硬度机制的原子键合信息。因此,本文在比较和分析了高发明、A.Simunek和李克艳等人的三种典型理论硬度计算模型的基础上,基于密度泛函第一性原理方法,以平面波超软赝势处理电子波函数和晶格周期场,在广义梯度近似下计算ReXm(X=B,C,N;m=0,1,2,4)的平衡晶体结构和弹性系数,解释了铼的轻元素化合物可能成为超硬材料的原因;通过结构相同的ReXm的系列硬度计算,说明了不同轻质元素对硬度的影响,着重分析了硬度与体弹模量和剪切模量以及与C44之间的关系;澄清了目前关于超硬材料与难压缩材料之间的一些关系;进一步通过晶体的键长、键密度和电子结构的态密度和键布居等状态信息,定性比较分析了ReXm理论硬度;在与有关计算和实验结果比较分析后,预测了ReXm的理论硬度;在与有关计算和实验结果比较分析后,预测了ReXm成为超硬材料的基本特征,为今后新型超硬材料的理论预测和实验合成提供了重要的参考信息和依据。