(zrti)b2固溶体晶体结合能计算

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1、国内图书分类号：TF111.52国际图书分类号：669学校代码：10213密级：公开工学硕士学位论文(ZrTi)B2固溶体的晶体结合能的计算硕士研究生：王彦导师：李金平副教授申请学位：工学硕士学科：材料学所在单位：航天学院答辩日期：2010年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TF111.52U.D.C:669DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringCALCULATIONOFCRYSTALCOHESIVEENERGYOF(ZrTi)B2SOLIDSOLUTIONCandidate：Supervisor：Acad

2、emicDegreeAppliedfor：Speciality：Affiliation：DateofDefence：Degree-Conferring-Institution：WangyanA.P.LiJinpingMasterofEngineeringMaterialsSchoolofAstronauticsJuly,2010HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要硼化锆、硼化钛及其固溶体超高温陶瓷，具有高熔点、高硬度和优异的导电导热性能、在硬质合金、金属（陶瓷）基复合材料以及超高温陶瓷中得到广泛应用。晶体结合能不仅是反映材料稳定性能的

3、一项重要参数，而且对深入揭示固体或分子的微观结构也具有重要的研究意义。本文根据固体与分子经验电子理论，通过键距差(BLD)方法，结合实际熔点为判据，最终确定基体ZrB2、TiB2杂阶组合分别为A15、5和A14、4其熔点分别为3345K与3119K其相对误差仅为0.9%和1.8%根据固体与分子经验电子理论，基体的结合能由三部分组成；(1)将晶体中的键全部视为共价键时与元素类似的晶体结合能、(2)类离化能、(3)类亲和能。要计算第2、3部分其重点在于确定基体的偏移电子数。通过计算得到两种基体偏移电子数分别为-0.1091和0.0667最后基体的晶体结合能被确定为，ZrB2为-1539.56K

4、J/mol和TiB2为-1469.71KJ/mol在固溶体的计算时我们采取三种模型即平均原子模型、平均晶胞模型和真实晶胞模型。其中平均原子模型最为简单且最为基础，其他两种模型都是在平均原子模型的基础上建立起来的。在计算固溶体价电子结构、熔点、偏移电子数和固溶体晶体结合能后我们认为使用平均原子模型更加合理。最后固溶体的晶体结合能被确定为Zr0.8Ti0.2B2是-1498.12KJ/mol，Ti0.8Zr0.2B2是-1479.54KJ/mol这一变化规律与熔点的变化规律基本趋势相同，较第一性原理的计算结果趋势上更为合理，方法上也相对简单。关键词：固溶体；ZrB2；TiB2；经验电子理论；价

5、电子结构；晶体结合能-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractZrB2,TiB2anditssolidsolutionareonekindofUltra-high-temperatureceramics(UHTCs),withanexcellentanduniquesetofbulkpropertiesincludingunusuallyhighmeltingpoints,highthermalconductivity,highelasticmodulus,retainedstrengthathightemperatures,relativelygoodthermalshockr

6、esistanceandmodestthermalexpansion,isbeingwidelyusedincarbide,compositesandUltra-high-temperatureceramics.Crystalcohesiveenergyisnotonlyanimportantparameterofmaterials,butalsoofgreatimportantsignificanceinrevealingthemicro-structureofsolidsandmolecules.Inthispaper,basedontheEET(TheEmpiricalElectro

7、nTheoryofSolidsandMolecules),wecalculatethehybridlevelofthetwocompoundZrB2andTiB2,withtheBLD(bondlengthdifferent)method,theresultleadstoA15,5andA14,4respectively.Theirmeltingpointsarecalculatedtobe3345Kand3119Kth