發(fā)布時間：2024-06-14 19:12

　　超硬材料是指維氏硬度大于40 GPa的結構材料,其中,金剛石是最早發(fā)現(xiàn)的超硬材料,同時也是迄今為止已知的硬度最大的材料。一般來說,材料的性質(zhì)是由其結構決定的,若就超硬材料的物理性質(zhì)或化學性質(zhì)而言,它也屬于功能材料。超硬材料已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)工具、軍事、民用、科學研究、采礦,國防電子信息和航天等領域。因此,提高硬質(zhì)材料的硬度,尋找或設計出新的具有其他獨特性能的超硬材料是材料研究界的一個重要課題。本文分別通過手動構造和結構搜索軟件獲得了幾種新型碳基超硬材料,并利用第一性原理方法詳細表征了這些材料的性質(zhì)。主要結論如下:(1)通過粒子群優(yōu)化算法搜索出一個屬于正交晶系的空間群為PMMA的晶體(命名為o-C8),該結構的密度為2.993 g/cm3,結構中碳原子均以sp3雜化方式鍵合。密度泛函理論計算顯示,其彈性常數(shù)滿足正交晶體的熱力學穩(wěn)定性判斷標準,且聲子色散譜在整個布里淵區(qū)均無虛頻,證明了該晶體結構是動力學穩(wěn)定的。電子性質(zhì)計算得出該結構是一個具有間接帶隙為2.267 eV的半導體材料。靜水壓計算和拉伸應力-應變計算結果表明,該碳晶體結構是超不可壓縮材料。模量計算顯示,其體彈模量、剪切模量和楊氏...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖9面上基金資助率隨申請人年齡的分布

圖9是申請人出生年份與資助率變化圖�？梢园l(fā)現(xiàn)，1960～1969、1970～1979和1980～19893個年齡段的獲資助項目總量分別為10、29和54,而對應的資助率分別為20.00%、21.01%和18.75%,進一步顯示80后青年科學家具有較為豐富的基金申請書撰寫經(jīng)驗。....

圖1.1金剛石的結構圖形

摘要3較多結構與已提出的超硬結構重復。（2）RG2晶體結構預測方法RG2程序[59]對晶體結構的搜索是通過隨機結構生成模式實現(xiàn)的，是產(chǎn)生具有特定幾何特征的晶體結構的有效途徑�？梢酝ㄟ^參數(shù)文件設置結構的原子個數(shù)、配位類型、鍵長、鍵角等信息，程序運行后能夠搜索出數(shù)千數(shù)萬的結構晶體，通....

圖1.2T-碳的結構圖形

摘要3較多結構與已提出的超硬結構重復。（2）RG2晶體結構預測方法RG2程序[59]對晶體結構的搜索是通過隨機結構生成模式實現(xiàn)的，是產(chǎn)生具有特定幾何特征的晶體結構的有效途徑�？梢酝ㄟ^參數(shù)文件設置結構的原子個數(shù)、配位類型、鍵長、鍵角等信息，程序運行后能夠搜索出數(shù)千數(shù)萬的結構晶體，通....

圖1.3Bct-碳的1×2×1超胞結構圖形

西南大學碩士學位論文4（3）Bct-碳Bct-碳[62]是在一定壓力下通過分子動力學模擬發(fā)現(xiàn)的一種新型sp3雜化的超硬碳晶體材料，其結構介于石墨和六方金剛石之間，如圖1.3所示，該晶胞結構的體心是由四個碳原子構成的四邊形。Bct-碳也可以看作是（2，2）碳納米管沿其c軸堆積形成的....

本文編號：3994308