【摘 要】
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贵金属由于杰出的物理化学性质,被广泛应用于航天航空、生物医用、电子元器件和环保领域等。铱是贵金属中重要的一员,铱合金在高温材料中被重视。同时银合金在贵金属材料中常
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贵金属由于杰出的物理化学性质,被广泛应用于航天航空、生物医用、电子元器件和环保领域等。铱是贵金属中重要的一员,铱合金在高温材料中被重视。同时银合金在贵金属材料中常常被用于医用领域。围绕铱和银合金的金属间化合物进行的相关研究,可以促进该类合金材料的发展。本工作基于第一性原理的方法研究了L12型Ir基与Ag-Zr/Hf金属间化合物结构与性能,在理论上丰富了铱和银合金性质的探索,为其在高温条件下和生物医用领域应用提供了理论依据。本文的主要研究内容如下:(1)研究了L12型金属间化合物TMIr3(TM=Sc,Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta)的结构和性能。结果表明,七个TMIr3金属间化合物计算结果有效,且它们热力学稳定的。在研究中预测了该类金属间化合物的机械性能,包括剪切模量G、体积模量B、杨氏模量E、泊松比γ和B/G。它们都表现出弹性各向异性。此外,基于对它们电子特性的分析,进一步深入了解了其物理特性。并利用简谐德拜模型,围绕压力和温度对热力学性能的影响进行了研究。(2)具有相似晶格参数的L12型金属间化合物Ir3Nb和Ir3Zr之间的晶格失配很低,所以它们是完全可溶的。因此研究了掺杂不同Zr浓度对Nb Ir3的力学、电子和热力学性能的影响。系统地分析了九种ZrxNb8-xIr24金属间化合物。其结果表明,添加Zr元素可以增强这些金属间化合物的结构稳定性和延展性,但是会降低弹性模量。同时发现随着Zr含量的增加,它们的热力学性能呈现下降趋势。结合电子特性的分析,得到了这些化合物的弹性性能的变化主要原因。(3)研究了Ag-Zr/Hf金属间化合物的结构、机械性能、热力学性能和电子性能。了解到这类金属间化合物是热力学稳定的。在机械性能方面,它们都是结构稳定的,且均属于韧性相。从弹性模量和延脆性角度出发,得知Ag Hf2的力学性能较好。这从电子性能的分析也得到了证实。最后,围绕这些化合物的热力学性能进行了分析。
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