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RE2Ti2O7(RE=Gd,Y,Ho,Er)的结构、机械性能及热学性质的第一性原理研究(英文)

刘焕 刘晨光 杨冬燕 夏月 李玉红

刘焕, 刘晨光, 杨冬燕, 夏月, 李玉红. RE2Ti2O7(RE=Gd,Y,Ho,Er)的结构、机械性能及热学性质的第一性原理研究(英文)[J]. 原子核物理评论, 2019, 36(2): 248-255. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.02.248
引用本文: 刘焕, 刘晨光, 杨冬燕, 夏月, 李玉红. RE2Ti2O7(RE=Gd,Y,Ho,Er)的结构、机械性能及热学性质的第一性原理研究(英文)[J]. 原子核物理评论, 2019, 36(2): 248-255. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.02.248
LIU Huan, LIU Chenguang, YANG Dongyan, XIA Yue, LI Yuhong. First-principles Study of Structural, Mechanical and Thermal Properties of RE2Ti2O7 (RE=Gd, Y, Ho, Er)[J]. Nuclear Physics Review, 2019, 36(2): 248-255. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.02.248
Citation: LIU Huan, LIU Chenguang, YANG Dongyan, XIA Yue, LI Yuhong. First-principles Study of Structural, Mechanical and Thermal Properties of RE2Ti2O7 (RE=Gd, Y, Ho, Er)[J]. Nuclear Physics Review, 2019, 36(2): 248-255. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.02.248

RE2Ti2O7(RE=Gd,Y,Ho,Er)的结构、机械性能及热学性质的第一性原理研究(英文)

doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.02.248
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(11775102)
详细信息
    通讯作者: 李玉红,E-mail:liyuhong@lzu.edu.cn
  • 中图分类号: O38

First-principles Study of Structural, Mechanical and Thermal Properties of RE2Ti2O7 (RE=Gd, Y, Ho, Er)

Funds: National Natural Science Foundation of China (11775102)
  • 摘要: 本文利用第一性原理和准谐近似的方法研究了一系列钛酸盐烧绿石,即RE2Ti2O7(RE=Gd,Y,Ho,Er)的结构、机械性能及热学性质。研究结果表明,在基态下RE2Ti2O7具有良好的抗压、抗剪切能力。并且,由于这些化合物的齐纳指数接近于1,可近似地看作各向同性材料。此外,计算得到的热膨胀系数在高温区与实验值符合得较好。在500~1 500 K温度区间内,平均热膨胀系数为(10.4~13.1)×10-6 K-1。基于Slack模型,我们还计算了这些材料的晶格热导率,当温度等于1 000 K时,这四种物质的热导率在区间(1.5~4.9)W·m-1·K-1内。
  • [1] EWING R C. J Appl Phys, 2004, 95:5949.
    [2] EWING R C, LUTZE W. Ceram Int, 1991, 17:287.
    [3] SUBRAMANIAN M A, ARAVAMUDAN G, SUBBA RAO G V. Prog Solid State Chem, 1983, 15:55.
    [4] HENCH L L, CLARK D E, CAMPBELL J. Nucl Chem Waste Manag, 1984, 5:149.
    [5] KAMIZONO H, HAYAKAWA I, MURAOKA S. J Am Ceram Soc, 1991, 74:863.
    [6] WEBER W J, NAVROTSKY A, STEFANOVSKY S, et al. MRS Bull, 2011, 34:46.
    [7] HAYAKAWA I, KAMIZONO H. J Nucl Mater, 1993, 202:163.
    [8] HAYAKAWA I, KAMIZONO H. J Mater Sci, 1993, 28:513.
    [9] HAYAKAWA I, KAMIZONO H. MRS Proc, 2011, 257:257.
    [10] FENG J, XIAO B, WAN C L, et al. Acta Mater, 2011, 59:1742.
    [11] CHEN Z J, XIAO H Y, ZU X T, et al. Comput Mater Sci, 2008, 42:653.
    [12] LIAN J, CHEN J, WANG L M, et al. Phys Rev B, 2003, 68:134107.
    [13] LUMPKIN G R. Elements, 2006, 2:365.
    [14] SICKAFUS K E. Science (80), 2000, 289:748.
    [15] WANG S X, BEGG B D, WANG L M, et al. J Mater Res, 2011, 14:4470.
    [16] LIAN J, WANG L, CHEN J, et al. Acta Mater, 2003, 51:1493.
    [17] SICKAFUS K E, GRIMES R W, VALDEZ J A, et al. Nat Mater, 2007, 6:217.
    [18] LANG M, ZHANG F X, EWING R C, et al. J Mater Res, 2011, 24:1322.
    [19] LANG M, ZHANG F, ZHANG J, et al. Nucl Instr and Meth B, 2010, 268:2951.
    [20] LIAN J, EWING R C, WANG L M, et al. J Mater Res, 2011, 19:1575.
    [21] SATTONNAY G, MOLL S, THOMÉ L, et al. Nucl Instr and Meth B, 2012, 272:261.
    [22] MORIGA T, YOSHIASA A, KANAMARU F, et al. Solid State Ionics, 1989, 31:319.
    [23] VASSEN R, CAO X, TIETZ F, et al. J Am Ceram Soc, 2004, 83:2023.
    [24] WU J, WEI X. Slack's model estimated the thermal conductivity N P, et al. J Am Ceram Soc,2004, 85:3031.
    [25] PRUNEDA J M, ARTACHO E. Phys Rev B,2005, 72:085107.
    [26] SURESH G, SEENIVASAN G, KRISHNAIAH M V, et al. J Nucl Mater, 1997, 249:259.
    [27] LUTIQUE S, KONINGS R J M, RONDINELLA V V, et al. J Alloys Compd, 2003, 352:1.
    [28] LUTIQUE S, JAVORSKÝ P, KONINGS R J M, et al. J Chem Thermodyn, 2003, 35:955.
    [29] LEHMANN H, PITZER D, PRACHT G, et al. J Am Ceram Soc, 2003, 86:1338.
    [30] BANSAL N P, ZHU D. Mater Sci Eng A, 2007, 459:192.
    [31] LIU Z G, OUYANG J H, ZHOU Y. J Alloys Compd, 2009, 472:319.
    [32] FENG J, XIAO B, ZHOU R, et al. Scr Mater, 2013, 68:727.
    [33] LAN G, OUYANG B, SONG J. Acta Mater, 2015, 91:304.
    [34] FENG J, XIAO B, ZHOU R, et al. Scr Mater, 2013, 69:401.
    [35] LIU Z G, OUYANG J H, ZHOU Y, et al. Mater Lett, 2008, 62:4455.
    [36] LIU Z G, OUYANG J H, ZHOU Y, et al. Mater Des, 2009, 30:3784.
    [37] LIU B, WANG J Y, LI F Z, et al. Acta Mater, 2010, 58:4369.
    [38] DONG L, LI Y, DEVANATHAN R, et al. RSC Adv, 2016, 6:41410.
    [39] KRESSE G, FURTHMÜLLER J. Comput Mater Sci, 1996, 6:15.
    [40] BLÖCHL P E. Phys Rev B, 1994, 50:17953.
    [41] PERDEW J P, JACKSON K A, PEDERSON M R, et al. Phys Rev B, 1992, 46:6671.
    [42] BARONI S, DE GIRONCOLI S, DAL CORSO A. Rev Mod Phys, 2001, 73:515.
    [43] TOGO A, OBA F, TANAKA I. Phys Rev B, 2008, 78:134106.
    [44] DAVIES G F. J Phys Chem Solids, 1973, 34:1417.
    [45] TABIRA Y, WITHERS R L, MINERVINI L, et al. J Solid State Chem, 2000, 153:16.
    [46] ZHANG Z L, XIAO H Y, ZU X T, et al. J Mater Res, 2011, 24:1335.
    [47] KUMAR S, GUPTA H C. Vib Spectrosc, 2012, 62:180.
    [48] NYE J F. Physical Properties of Crystals:Their Representation by Tensors and Matrices[M]. United states, Oxford University Press Inc, 1985:351.
    [49] WONG J, KRISCH M, FARBER D L, et al. Phys Rev B, 2005, 72:064115.
    [50] LIU C G, CHEN L J, YANG D Y, et al. Comput Mater Sci, 2016, 114:233.
    [51] INGEL R P, Ⅲ D L. J Am Ceram Soc, 1988, 71:265.
    [52] SLACK G A. Solid State Phys, 1979, 34:1.
    [53] KITTEL C. Introduction to Solid State Physics[M] 8th Ed. New Jersey:John Wiley & Sons, 2004:114.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-19
  • 修回日期:  2019-03-05
  • 刊出日期:  2019-06-20

RE2Ti2O7(RE=Gd,Y,Ho,Er)的结构、机械性能及热学性质的第一性原理研究(英文)

doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.02.248
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(11775102)
    通讯作者: 李玉红,E-mail:liyuhong@lzu.edu.cn
  • 中图分类号: O38

摘要: 本文利用第一性原理和准谐近似的方法研究了一系列钛酸盐烧绿石,即RE2Ti2O7(RE=Gd,Y,Ho,Er)的结构、机械性能及热学性质。研究结果表明,在基态下RE2Ti2O7具有良好的抗压、抗剪切能力。并且,由于这些化合物的齐纳指数接近于1,可近似地看作各向同性材料。此外,计算得到的热膨胀系数在高温区与实验值符合得较好。在500~1 500 K温度区间内,平均热膨胀系数为(10.4~13.1)×10-6 K-1。基于Slack模型,我们还计算了这些材料的晶格热导率,当温度等于1 000 K时,这四种物质的热导率在区间(1.5~4.9)W·m-1·K-1内。

English Abstract

刘焕, 刘晨光, 杨冬燕, 夏月, 李玉红. RE2Ti2O7(RE=Gd,Y,Ho,Er)的结构、机械性能及热学性质的第一性原理研究(英文)[J]. 原子核物理评论, 2019, 36(2): 248-255. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.02.248
引用本文: 刘焕, 刘晨光, 杨冬燕, 夏月, 李玉红. RE2Ti2O7(RE=Gd,Y,Ho,Er)的结构、机械性能及热学性质的第一性原理研究(英文)[J]. 原子核物理评论, 2019, 36(2): 248-255. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.02.248
LIU Huan, LIU Chenguang, YANG Dongyan, XIA Yue, LI Yuhong. First-principles Study of Structural, Mechanical and Thermal Properties of RE2Ti2O7 (RE=Gd, Y, Ho, Er)[J]. Nuclear Physics Review, 2019, 36(2): 248-255. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.02.248
Citation: LIU Huan, LIU Chenguang, YANG Dongyan, XIA Yue, LI Yuhong. First-principles Study of Structural, Mechanical and Thermal Properties of RE2Ti2O7 (RE=Gd, Y, Ho, Er)[J]. Nuclear Physics Review, 2019, 36(2): 248-255. doi: 10.11804/NuclPhysRev.36.02.248
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