【摘 要】
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高硬度材料广泛应用于国防和工业生产中,过渡金属硼化物作为重要的新型高硬度材料备选体系,其设计和合成备受关注。本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,开展了过渡金属富硼化物（TMB12,TM=Sc,Y,Zr和Hf）孪晶化结构设计和物性调控研究,获得了以下创新性成果:1.系统地研究了TMB12化合物的理想强度和断裂模式,发现TMB12的笼间成键弱,硼笼在大应变下容易发生滑移,而不能有效承载应力,
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高硬度材料广泛应用于国防和工业生产中,过渡金属硼化物作为重要的新型高硬度材料备选体系,其设计和合成备受关注。本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,开展了过渡金属富硼化物（TMB12,TM=Sc,Y,Zr和Hf）孪晶化结构设计和物性调控研究,获得了以下创新性成果:1.系统地研究了TMB12化合物的理想强度和断裂模式,发现TMB12的笼间成键弱,硼笼在大应变下容易发生滑移,而不能有效承载应力,改变了“轻元素含量越高,化合物的硬度和强度越大”的此前观点和认识。2.通过引入镜像、平移和旋转等操作,发展出纳米孪晶共价结构设计方法和软件,设计出系列韧性相比单晶结构显著提升的TMB12的纳米孪晶结构,为开展孪晶共价结构型超硬材料提供了有力工具。
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