钨硅二元体系化合物稳定性、力学性能和电子结构的理论计算研究

钨硅二元体系化合物除了具有难熔金属硅化物共有的高熔点、高强度、强的抗氧化性和抗形变能力的同时,还表现出了许多其它卓越的性能特点,目前已得到广泛的应用。基于密度泛函理论对钨硅二元体系所形成化合物WSi_2和W_5Si_3的稳定性、力学性能和电子结构进行了研究。通过计算5种钨硅二元体系相结构的点阵常数、形成焓、弹性常数、体模量、剪切模量、拉伸模量、泊松比、各向异性因子以及维氏硬度等物理量得到其晶体结构和力学性能等信息。此外,通过对WSi_2和W_5Si_3的总体和局部态密度的计算得到钨硅二元体系化合物的成键机制。计算结果表明,在钨硅二元体系化合物的5种稳定相结构中,β-WSi_2表现出了最高的稳定性和力学性能。态密度的计算结果也进一步证实了这一点。同时,态密度的计算结果表明这5种稳定相结构的成键机制均是较强的共价键和一定程度金属键的混合。结果可对基于钨硅二元体系化合物的新材料的设计提供新线索和理论基础。