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J-GLOBAL ID：202002249582689279   整理番号：20A1321628

DFT手順を用いたMAX固溶体の弾性および熱力学特性のスクリーニング:(Ti_1-xV_x)_2AlCに関する事例研究【JST・京大機械翻訳】

Screen the elastic and thermodynamic properties of MAX solid solution using DFT procedue: Case study on (Ti_1-xV_x)₂AlC

著者 (2件)： Zuo Chunying (College of Science, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing, 163319, PR China) ,  Zhong Cheng (College of Chemistry and Molecular Sciences, Wuhan University, Wuhan, 430072, PR China)
資料名： Materials Chemistry and Physics  (Materials Chemistry and Physics)
巻： 250  ページ： Null  発行年： 2020年 
JST資料番号： E0934A  ISSN： 0254-0584  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： M_n+1AX_n(MAX)族の1つとして,Mは初期遷移金属であり,AはA群元素であり,XはCまたはNとn=1,2,および3,Ti_2AlCは,弾性的に硬い,良好な電気伝導率,高い熱伝導率,および高温酸化と腐食に対する優れた抵抗などのユニークな特徴のため,核エネルギー産業のための有望な候補材料である。しかし,Ti_2AlC化合物の機械的および熱的特性は改善されることが期待される。初めて,(Ti_1-xV_x)_2AlC(x=0,0.25,0.50,0.75および1.00)固溶体の構造,弾性,電子および熱力学的性質に及ぼすV含有量の影響を系統的に調べ,50GPa下での圧縮挙動を密度汎関数理論(DFT)を用いて調べた。最適化した格子定数は実験値と良く一致し,V含有量の増加と共に減少した。(Ti_1-xV_x)_2AlC固溶体は0~50GPaの圧力範囲でaとc方向に沿って圧縮性である。計算した弾性定数は,50GPaで機械的安定性を検証した。原子価電子濃度に直接関連する一定のC44は,V含有量の増加と共に増加することを見出した。V含有量が75%のとき,体積弾性率,剪断弾性率,Young率,およびVickers硬さは,それぞれ有意な最大値に達し,その理由を研究した。剪断異方性因子は,TiとVを含む(Ti_1-xV_x)_2AlC化合物がTi_2AlCより異方性であり,延性を改善する傾向があることを示した。(Ti_1-xV_x)_2AlC固溶体の金属挙動を電子バンド構造と状態密度を分析することによって確認した。熱特性は,(Ti_0.25V_0.75)_2AlCが,5つの化合物の771Kの最高Debye温度により,より熱伝導性であると予想される。さらに,体積弾性率,剪断弾性率,Young率,およびDebye温度は,50GPaの下で圧力の増加で増加する。その結果,Ti_2AlCの機械的性質は,Vの含有により,熱特性よりも大幅に改善されることが明らかになった。特に,(Ti_1-xV_x)_2AlC固溶体中の(Ti_0.25V_0.75)_2AlC MAX相は,高温における機械的及び熱的応用のための最も適切な候補材料である。Copyright 2020 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： Debye温度 ,  Young率 ,  延性 ,  高温 ,  格子定数 ,  *固溶体 ,  最適化 ,  剪断 ,  電気伝導率 ,  *チタン ,  *弾性 ,  剛性率 ,  状態密度 ,  *事例研究 ,  密度汎関数法

著者キーワード (5件)： DFT ,  (Ti_1-xV_x)_2AlC ,  弾性特性 ,  電子物性 ,  熱力学特性

分類 (3件)： 固体の機械的性質一般  (BL01021C) ,  塩  (CD01050V) ,  分子の電子構造  (BH05010Q)

タイトルに関連する用語 (8件)： DFT ,  手順 ,  Max ,  固溶体 ,  弾性 ,  熱力学特性 ,  スクリーニング ,  研究