IrAl3合金结构稳定性、力学性能和热力学性能的第一性原理研究

摘要

采用第一性原理方法系统地研究了IrAl3四种不同晶体结构的结构稳定性、弹性性能、热力学性能和电子结构等性质.计算结果表明,这四种结构在基态下是热力学稳定存在的,但六方结构的IrAl3(空间群:P63/mmc)合金比其它三种结构稳定,在基态下的晶格参数与实验数据比较吻合.计算的晶格参数表明IrAl3沿着c-轴的抗压缩系数要强于沿着a-轴的抗压缩系数.尽管这四种IrAl3合金的体弹性模量和剪切模量要小于金属Ir,但是IrAl3型、AuCu3型和GaPt3型IrAl3合金表现出一定的延展性.这一结果预示着合金化可以削弱金属Ir的本征脆性.计算得到IrAl3的德拜温度关系为:IrAl3型＜AuCu3型＜GaPt3型＜PtTi3型.本研究为设计Ir 基高温合金材料提供了一定的理论基础.