第一性原理计算在金刚石/金属复合材料中的应用现状

董光; 杜全斌; 江涛; 王英华; 崔冰; 于奇

doi:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2025040009

粉末冶金技术 ›› 2026, Vol. 44 ›› Issue (2) : 275 -291. DOI: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2025040009

第一性原理计算在金刚石/金属复合材料中的应用现状

董光, 杜全斌, 江涛, 王英华, 崔冰, 于奇

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摘要

金刚石具有硬度高、热导率高、化学稳定性好等优点，被广泛应用于超硬工具、半导体、光学和电子器件等领域。但金刚石与金属之间界面能高，影响金刚石/金属复合材料性能，改善其界面性能成为研究热点。第一性原理计算能从原子和电子尺度揭示金刚石/金属复合材料的界面结构与性能。本文阐述了第一性原理计算方法的理论基础，系统综述了其在金刚石/金属复合材料界面相互作用、热物理性能和相互化学作用研究中的应用，分析了第一性原理计算用于金刚石/金属复合材料存在的问题，并展望了未来。研究发现，不同晶面、终止物种、元素掺杂对界面结合和性能有显著影响，增强界面键合可提高复合材料导热性能。