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固体理想强度的第一性原理计算研究

批准号10274050 学科分类固体结构和人工微结构 ( A040101 )
项目负责人孙弘 负责人职称教授 依托单位上海交通大学
资助金额21.00
万元
项目类别面上项目 研究期限2003 年 01 月 01 日 至
2005 年 12 月 31 日
中文主题词第一性原理计算. 理想强度. 超硬材料
英文主题词Ab initio calculation . Ideal strength . Super-hard material

摘要

中文摘要 本项目提出以声子频率软化为判据,利用第一性原理计算法计算有可能成为新型超硬材料的一些固体结构的理想强度,并研究固体材料的工作环境(如压强)或制备工艺(如缺陷)对其强度的影响。为寻找新型的超硬材料或改进现有超硬材料的特性,提供理论指导。
英文摘要
结题摘要 本项目利用第一性原理计算方法,并以声子软化和Born稳定条件为依据,通过对材料结构理想强度的计算,研究和设计了可能成为新型轻元素(B、C、N)超硬材料的一些固体结构,以及工作环境(如压强)或制备工艺(如合成初始材料)对其物理性质的影响。计算结果发现以 B、C、N 轻元素组合而成的超硬材料中除了N-N键比较弱以外,N-C键随外加应力增大也容易发生断裂,这与原来人们对N-C键的预期完全相反。由于N-C键是各种B、C、N轻元素构成的原子键中最短的键,具有很大的弹性模量,长期以来人们一直以为由N-C键构成的材料结构的强度和硬度应该很大。但我们的计算结果表明,文献中非常看好的两种超硬材料结构(C3N4和立方BC2N)其强度和硬度并不像原来预期得那样高(都低与立方BN)。研究项目中发展的计算方法为研究其它各类超硬材料提供了精确可靠的方法,计算结果为寻找新型的超硬材料或改进现有超硬材料的物理特性提供了理论指导。

成果

序号 标题 类型 作者
1 Atomistic Deformation Modes in Strong Covalent Solids 期刊 张翼|孙弘|陈长风|
2 Ab initio pseudopotential studies of equilibrium lattice structures and phonon modes of bulk BC3 期刊 孙弘 等|
3 Superhard Cubic BC2N Compared to Diamond 期刊 张翼|孙弘|陈长风|
4 Diverging synthesis routes and distinct properties of cubic BC2N at high pressure 期刊 潘梓诚|孙弘|陈长风|
5 Ab initio calculation studies of strong covalent solids 会议 Hong Sun|Yi Zhang|Zicheng Pan|Changfeng Chen|

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