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PmmmAl2Ti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Ti-Al亚稳相的结构、电子性质、力学性质和热传输性质的认识.