【摘 要】
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Cr4Al B4是一种近期发现的三元层状硼化物MAB相陶瓷。该材料可形成具有保护性的氧化膜,在高温结构材料领域有巨大应用潜力。本工作采用基于第一性原理的"线性优化法"和"键刚
【机 构】
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哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室; 北京动力机械研究所;
【基金项目】
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国家自然科学基金(51972080);黑龙江省自然科学基金重点项目(ZD2017011);中国博士后科学基金(2017T100230)~~
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Cr4Al B4是一种近期发现的三元层状硼化物MAB相陶瓷。该材料可形成具有保护性的氧化膜,在高温结构材料领域有巨大应用潜力。本工作采用基于第一性原理的"线性优化法"和"键刚度"理论模型分别研究了Cr4Al B4的物相稳定性和力学行为。声子谱中没有虚频出现,表明Cr4Al B4具有本征稳定性。而与其它Cr-Al-B系内的竞争相相比,Cr4Al B4具有最低的能量,表明其在热力学上也是稳定的。采用"键刚度"模型对化学键刚度的定量计算显示,Cr4Al B4中Cr和B以及B和B原子之间形成了强共价键,而Cr和Al原子则形成相对较弱的Cr-Al（625 GPa）和B-Al（574 GPa）键。Cr4Al B4可以看成是由强共价键紧密连接在一起的Cr-B结构单元,被弱Cr（B）-Al键分割而成的层状结构,与MAX相结构类似。Cr4Al B4具有类似于MAX相的高损伤容限和断裂韧性。
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