Phase stability, mechanical and thermodynamic properties of (Hf, Zr, Ta, M)B2 (M= Nb, Ti, Cr, W) quaternary high-entropy diboride ceramics via first-principles calculations

材料科学 陶瓷 硼化镁 热力学 热稳定性 断裂韧性 二硼化钛 热膨胀 复合材料 化学工程 凝聚态物理 临界电流 超导电性 物理 工程类
作者
Qi Wu,Bing Chen,Xiao Yang,Nian Liu,Zijian Jia,Wenrui Wang
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier]
卷期号:49 (20): 33255-33264 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2023.08.034
摘要

As the high-entropy design concept applied to the diboride ceramic system, high-entropy diboride ceramics with a wide range of composition control, is expected to become a new high-performance material for extreme high-temperature environments. Herein, the effects of four transition metal elements (Nb, Ti, Cr, W) on the phase stability and properties of (Hf, Zr, Ta)B2-based high-entropy diboride ceramics are systematically investigated via the first-principles calculations. All components were identified as thermodynamically, mechanically and dynamically stable from enthalpy of formation, elastic and phonon spectrum calculations. Among these, compared with the (Hf, Zr, Ta)B2 ceramics, the addition of Nb and Ti on the metal sublattice is beneficial to improve the mechanical properties of ceramics, including Young's modulus, hardness and fracture toughness, while the introduction of Cr and W weakens the strength of covalently and ionic bonds inside the material, reducing its mechanical properties. The predicted thermophysical properties show that the high-entropy diboride ceramics containing Nb and Ti have better high-temperature comprehensive performance, including higher Debye temperature, thermal conductivity and lower thermal expansion characteristics, which is conducive to the application in extreme high-temperature environments. This research will provide important guidance for the design and development of new high-performance high-entropy diboride ceramics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
小蘑菇应助聪慧的正豪采纳,获得10
刚刚
朱佳宁完成签到 ,获得积分10
刚刚
车宇完成签到 ,获得积分10
刚刚
苯环超人完成签到,获得积分10
1秒前
led完成签到,获得积分0
1秒前
3秒前
一叶扁舟0147完成签到,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
英勇的红酒完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
炙热尔烟完成签到,获得积分10
11秒前
哇哒西蛙完成签到,获得积分20
11秒前
尚秋月完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
13秒前
顺心的芝麻完成签到 ,获得积分10
14秒前
Dharma_Bums发布了新的文献求助10
15秒前
科研通AI2S应助ironsilica采纳,获得10
16秒前
16秒前
SSY完成签到,获得积分10
17秒前
LongHua发布了新的文献求助10
21秒前
缪道之完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
木偶完成签到,获得积分10
22秒前
小猫完成签到 ,获得积分10
22秒前
huayi完成签到,获得积分10
24秒前
典雅胜发布了新的文献求助10
25秒前
姚怜南完成签到,获得积分10
25秒前
Norah完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
饱满的毛巾完成签到,获得积分10
27秒前
玖月完成签到 ,获得积分0
28秒前
28秒前
29秒前
潇潇完成签到,获得积分10
30秒前
pluto完成签到,获得积分0
30秒前
32秒前
支雨泽发布了新的文献求助10
33秒前
烟花应助TulIP采纳,获得10
34秒前
辛勤的小熊猫完成签到,获得积分10
34秒前
高分求助中
(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
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Peptide Synthesis_Methods and Protocols 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5603579
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688574
关于积分的说明 14854759
捐赠科研通 4693983
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2540888
邀请新用户注册赠送积分活动 1507108
关于科研通互助平台的介绍 1471806