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 超导电性 物理 工程类 临界电流
作者
Wu Qi,Bing Chen,Xiao Yang,Nian Liu,Zijian Jia,Wenrui Wang
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:49 (20): 33255-33264 被引量:15
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
刚刚
大白不白完成签到,获得积分10
刚刚
hotcas完成签到,获得积分10
刚刚
木子多多完成签到,获得积分10
刚刚
于文静发布了新的文献求助10
1秒前
郑zz完成签到,获得积分20
1秒前
cindy完成签到 ,获得积分10
1秒前
xiejuan完成签到,获得积分10
2秒前
瘦瘦乌龟完成签到 ,获得积分10
2秒前
yulou2199完成签到,获得积分10
3秒前
深情安青应助肚子饿扁了采纳,获得10
3秒前
郑zz发布了新的文献求助10
4秒前
hentai完成签到,获得积分10
5秒前
gyh完成签到,获得积分10
6秒前
周周完成签到 ,获得积分10
6秒前
liushoujia完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
缥缈的小懒猪完成签到 ,获得积分10
8秒前
轻松绿旋完成签到,获得积分10
8秒前
危机的慕卉完成签到 ,获得积分10
9秒前
赵世璧完成签到,获得积分10
9秒前
ZY完成签到 ,获得积分10
9秒前
xian完成签到,获得积分10
10秒前
默蟹完成签到 ,获得积分10
10秒前
fxy发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
独特乘风完成签到,获得积分10
12秒前
呆萌鱼完成签到,获得积分10
12秒前
sdasd完成签到 ,获得积分10
12秒前
KBRS完成签到,获得积分10
13秒前
弹指一挥间完成签到,获得积分10
14秒前
宁为树完成签到,获得积分10
14秒前
haha完成签到,获得积分10
15秒前
迎风完成签到,获得积分10
15秒前
橙子abcy完成签到,获得积分10
15秒前
齐天完成签到 ,获得积分10
16秒前
乐观的凌兰完成签到 ,获得积分10
16秒前
zpl发布了新的文献求助10
16秒前
TS6539关注了科研通微信公众号
16秒前
17秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
Residual Stress Measurement by X-Ray Diffraction, 2003 Edition HS-784/2003 588
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3950021
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3495367
关于积分的说明 11076612
捐赠科研通 3225910
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1783346
邀请新用户注册赠送积分活动 867609
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 800855