【摘 要】
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过渡金属硼化物具有高熔点、高硬度、高热导、良好的化学稳定性及高温力学性能等优点,因此,被认为是高超声速飞行器、大气层再入飞行器等热端部件的潜在可用材料。目前,对过
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过渡金属硼化物具有高熔点、高硬度、高热导、良好的化学稳定性及高温力学性能等优点,因此,被认为是高超声速飞行器、大气层再入飞行器等热端部件的潜在可用材料。目前,对过渡金属硼化物性质的理论研究还比较缺乏,尤其是极限性质,这就限制了材料的科学设计。本文利用第一性原理方法计算了一系列过渡金属二硼化物TMB2(TM=Zr,Hf,Nb,Ta,Mo,W)的理想拉伸及剪切强度。计算中选择了垂直于(0001)而和(10-10)而两种拉伸模式以及(0001)<1-210>和(10-10)<1-210>两种剪切模式进行研究。计算结果显示,所有的TMB2(10-10)面拉伸强度均远低于(0001)面拉伸强度。对剪切而言,ZrB2和HfB2的(0001)<1-210>剪切强度高于(10-10)<1-210>的剪切强度,而其它的TMB2则相反。这一结果可以解释为什么室温下ZrB2主要产生(10-10)<1-210>位错。值得一提的是TMB2的剪切强度与TM的族数及周期数呈现明显依赖关系,即WB2<MoB2<TaB2<NbB2<HFB2≈ZrB2。这种规律性将为材料的设计提供支撑。
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