Investigation of mechanical and electronic properties of a novel quaternary transition-metal nitride Ti0.25W0.25V0.25Ta0.25N

材料科学 正交晶系 相变 超单元 氮化物 电子结构 结晶学 延展性(地球科学) 凝聚态物理 热力学 晶体结构 纳米技术 复合材料 化学 地质学 物理 蠕动 海洋学 雷雨 图层(电子)
作者
Quanmin Xie,Xuwen Liu,Zheng Zhang,Xinzhe Nian,Lei Chen
出处
期刊:Materials Chemistry and Physics [Elsevier BV]
卷期号:310: 128467-128467 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.matchemphys.2023.128467
摘要

Multi-element transition-metal nitrides possessing combinations of outstanding mechanical and physical properties have attracted increasing attention due to its potential applications. Here, a new transition-metal nitride alloying four metal elements of Ti, W, V and Ta is proposed, in which the doping ratios of these four metal elements are equal. Using an improved structure searching method, the potential structures with low enthalpies were fully explored. An orthorhombic structure was firstly disclosed and verified to be its ground-state phase. It is the most energetically favorable structure in the pressure of 0∼100 GPa. The phonon spectrum calculations demonstrated its lattice dynamical stability. Systematic study of its mechanical properties showed the orthorhombic structure not only possessed a large hardness of 32.4 GPa but also behaved a large indentation shear strength of about 30 GPa, greatly exceeding its well-known fcc-B1 phase (about 15 GPa). Meanwhile, we also compared the orthorhombic phase to its disordered structure within B1 phase by generating special quasirandom structures (SQS) with a 3 × 3 × 3 supercell (216 atoms), which can be viewed as its high-entropy phase. The results displayed this SQS system had comparable hardness and strength but greatly improved ductility and toughness relative to the ordered B1 phase.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
高大乾完成签到,获得积分10
2秒前
阔达紫青完成签到,获得积分0
2秒前
keysoz发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
幽默代丝完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
邱丘邱发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
廿一完成签到 ,获得积分10
3秒前
健壮访枫发布了新的文献求助30
4秒前
sciAAA完成签到,获得积分10
4秒前
张先生发布了新的文献求助10
5秒前
汉堡包应助深情子默采纳,获得10
5秒前
6秒前
wjq完成签到,获得积分10
6秒前
千空发布了新的文献求助10
6秒前
一二一发布了新的文献求助10
6秒前
Biu嫆完成签到,获得积分10
7秒前
清脆如娆完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
HCS发布了新的文献求助10
8秒前
小金羊完成签到,获得积分10
10秒前
深情安青应助邓敬燃采纳,获得10
10秒前
科研通AI6.4应助花灯王子采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
勤劳冰安发布了新的文献求助10
12秒前
小金羊发布了新的文献求助10
12秒前
110011完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
旺旺碎冰冰完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
lx发布了新的文献求助10
15秒前
搜集达人应助xiaxianong采纳,获得10
15秒前
lydai发布了新的文献求助10
16秒前
110011发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Data book on fatigue strength of metallic materials 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7560718
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9141685
关于积分的说明 19542714
捐赠科研通 7149003
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3261757
关于科研通互助平台的介绍 2428218
邀请新用户注册赠送积分活动 2251184