nial、caxxsi，ge，sn，pb，zn金属间化合物的第一性原理研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要利用基于密度泛函理论的第一性原理系统研究了AI：Ni系、Ca-X(X=Si，Ge，Sn，Pb，Zn)系金属间化合物的结构性质、弹性性质、生成热以及电子能带结构。通过对六种A1．M系金属问化合物的计算，得到计算所得生成热的值均为极大的负值，这说明镍原子与铝原子之间有很强的化学作用。根据计算的单晶体的弹性常数得知，六种镍铝金属间化合物均满足力学稳定性条件。利用Voigt，Reuss，Hill(VRH)近似还计算了多晶体的体弹性模量、剪切模量和泊松比等，剪切模量与体弹性模量的比值表明，AINi，A13Ni，A1Ni3和灿3Ni5是韧性材料，而A14Ni3和A13

2、Ni2是脆性材料。而且随着Ni含量的增加镍铝金属间化合物的体弹性模量是线性增加的。最后通过电子能带结构的计算得知六种金属间化合物都是导体。还对28种Ca-X(X=Si，Ge，Sn，Pb，Zn)系金属间化合物的各种性质进行了计算，通过计算单晶体的弹性常数表明除了Ca36Sn23、CaZn3不满足力学稳定性的条件，其余各种金属间化合物均满足力学稳定性的限制条件。通过多晶体弹性性质的计算得知Ca2Sn、Ca7Sn6、CaSna、Ca2Pb、CaPb3、Ca3Zn、CasZn3、CaZn、CaZnll是韧性材料，而其余的化合物均是脆性材料。生成热的计算结果表明Ca和Si、Ge、Sn、Pb原子

3、之间有强烈的化学相互作用，而Ca--Zn系金属间化合物的生成热的值明显小于Ca与第四副族几种元素所生成的化合物。最后计算得到这28种金属间化合物的能带结构，其中Ca2Si、Ca2Ge、Ca2Sn、Ca2Pb均为直接能隙半导体，其能带间隙分别为0．324eV，0．265eV，0．06eV和0．07eV。Ca3Sh是间接能隙半导体，其能带间隙为0．598eV。除了Ca2Si、Ca2Ge、Ca2Sn、C2Pb、Ca3Sh外，其余金属间化合物都是导体。关键词：第一性原理；镍铝合金；钙合金；生成热；弹性性质Ni-A1、Ca．XⅨ=Si，Ge，Sn,Pb，z11)金属间化合物的第—性原理研究Fi

4、rst—principlesstudiesofNi—A1andCa—x(x=Si，Ge，Sn，Pb，Zn)intermetalliccompoundsAbstract111estructuralproperties，heatofformations，elasticproperties，andelectronicstructuresofNi-AlandCa-X(X=Si，Ge，Sn,Pb，Zn)intermetalliccompoundswereanalyzedindetailbyusingdensityfunctionaltheory．ForNi．Alintermetalliecom

5、pounds．highercalculatedabsolutevaluesofheatsofformationindicateaverystrongchemicalinteractionbetweenA1andNi．Accordingtothecomputationalsinglecrystalelasticconstants．alltheA1-Niintermetalliccompoundsconsideredaremechanicallystable．ThepolyerystallineelastiemodulusandPoisson’Sratiowerededucedbyusi

6、ngVoigt，Reuss，andHill(VRH)approximations，andthecalculatedratioofshearmodulustobulkmodulusindicatedthatAlNi，A13Ni，A1Ni3andA13Niscompoundsareductilematerials，butA14Ni3andA13Ni2arebrittlematerials．WithincreasingNiconcentration,thebulkmodulusofA1．Niintermetalliccompoundsincreasesina1inearmanner．nee

7、lectronicenergybandstructuresconfirmthatallAI-Niintermetalliccompoundsareconductors．WealsostudythepropertiesofCa—X(X=Si，Ge，Sn，Pb，Zn)intermetalliccompounds．Accordingtothecomputationalsinglecrystalelasticconstants，exceptCa36Sn23，CaZ