第一性原理研究C/Si比对SiC理想剪切强度的影响

摘要

使用第一性原理计算方法研究C/Si比对β-SiC的理想剪切强度的影响,建立化学计量比下理想β-SiC分子模型,用C原子替换其中的Si原子,经蒙特卡罗方法优化得到非化学计量比下的SiC分子模型,这些晶体的C/Si比的变化范围是1～1.52.每个模型样品都沿[100]方向剪切,得到其剪切应力应变关系,最终了解C/Si比对SiC理想剪切强度的影响.计算结果表明,随着C/Si比增加,SiC的理想强度总体上呈下降趋势.在剪切载荷逐渐增大情况下,晶体会在C团簇周围的C-C键或者C-Si键处断裂.C原子的聚集,会使SiC的剪切强度减少,因为C团簇内部存在应变,而且C团簇越大,SiC的剪切强度下降得越剧烈.

关键词

理想剪切强度 / 第一性原理 / 蒙特卡罗模拟 / SiC / C团簇 / 非化学计量比