第一性原理研究Pmmm-Al₂Ti的结构、电子性质和热传输性质

摘要

运用第一原理方法和粒子群优化算法预测了一个新的Al₂Ti亚稳相,其具有正交结构和Pmmm空间群,并满足动力学和弹性稳定性要求.电子结构分析发现Al-Ti共价键、Al的sp2杂化和金属键共同存在于Pmmm-Al₂Ti中,这将有助于增强其高温强度.与r-Al₂Ti和h-Al₂Ti相比,Pmmm-Al₂Ti的延性较好.Pmmm-Al₂Ti呈现出明显的力学各向异性,其杨氏模量最大值出现在[110]晶轴方向.室温下Pmmm-Al₂Ti的晶格热导率呈现各向异性,沿[100]晶轴方向的晶格热导率比[010]和[001]方向的晶格热导率分别高2.6和1.4倍.此外,还发现声光耦合对于Pmmm-Al₂Ti的热导率有重要作用.该研究有助于进一步增加对TiAl亚稳相的结构、电子性质、力学性质和热传输性质的认识.

关键词

第一性原理 / Al2Ti / 电子性质 / 热传输性质