Hf-Ta-C-N四元化合物的结构、力学及电子性质的第一性原理研究

基于进化算法和第一性原理计算,预测四元化合物Hf_(x)Ta_(8-x)C_(7)N(x=1~7)的晶体结构。与二元HfC和TaC的晶体结构相似,这些四元Hf_(x)Ta_(8-x)C_(7)N晶体结构属于岩盐结构。计算结果表明:随着有效价电子浓度(VEC)的增大,Hf_(x)Ta_(8-x)C_(7)N的体模量逐渐增大;当VEC等于8.875时,剪切模量和杨氏模量达到最大值;维氏硬度在VEC等于8.25时达到最大值。因此,可以通过VEC的设计,得到具有综合力学性质优异的四元Hf_(x)Ta_(8-x)C_(7)N化合物。计算Hf_(x)Ta_(8-x)C_(7)N的电子性质,并分析力学性质与电子性质之间的关系。