无机材料学报 ›› 2020, Vol. 35 ›› Issue (1): 35-40.DOI: 10.15541/jim20190184 CSTR: 32189.14.10.15541/jim20190184

所属专题: MAX相和MXene材料 副主编黄庆研究员专辑 计算材料论文精选(2020) 【虚拟专辑】层状MAX,MXene及其他二维材料

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新型MAX相的相图热力学研究

陈雷雷1,邓子旋1,李勉1,李朋1,常可可1,2(),黄峰1,都时禹1,黄庆1   

  1. 1. 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 先进能源材料工程实验室(筹), 宁波 315201
    2. 中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 100049
  • 收稿日期:2019-04-29 修回日期:2019-07-25 出版日期:2020-01-20 网络出版日期:2019-09-20
  • 作者简介:陈雷雷(1993-), 男, 硕士研究生. E-mail:chenleilei@nimte.ac.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51701232);中国科学院率先行动“百人计划”(2017-118)

Phase Diagrams of Novel MAX Phases

CHEN Lei-Lei1,DENG Zi-Xuan1,LI Mian1,LI Peng1,CHANG Ke-Ke1,2(),HUANG Feng1,DU Shi-Yu1,HUANG Qing1   

  1. 1. Engineering Laboratory of Advanced Energy Materials, Ningbo Institute of Industrial Technology, Chinese Academy of Sciences, Ningbo 315201, China
    2. Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
  • Received:2019-04-29 Revised:2019-07-25 Published:2020-01-20 Online:2019-09-20
  • About author:CHEN Lei-Lei(1993-), male, Master candidate. E-mail:chenleilei@nimte.ac.cn
  • Supported by:
    National Natural Science Foundation of China(51701232);CAS Pioneer Hundred Talents Program(2017-118)

摘要:

本研究通过使用相图计算(Calculation of Phase Diagrams, 简称CALPHAD)耦合第一性原理计算的方法, 以相图作为判断依据, 探究Ti3AuC2、Ti3IrC2、Ti3ZnC2和Ti2ZnC新型MAX相在不同温度下的热力学稳定性。使用相图计算(CALPHAD)方法建立起研究体系的热力学数据库, 耦合第一性原理得到的新型MAX相生成焓数据, 最终得到包含新型MAX相的三元相图。研究结果表明Ti3AuC2、Ti3IrC2、Ti3ZnC2和Ti2ZnC的MAX相具有很好的热力学稳定性, 与实验结果吻合。本研究为确定新型MAX相的热力学稳定性提供了系统的研究方法, 可应用于指导合成更多未知的MAX相材料。

关键词: MAX相, CALPHAD, 相图计算, 热力学, 第一性原理计算

Abstract:

Phase diagrams are used as an indicator to estimate the thermodynamic stabilities of the novel MAX phases (Ti3AuC2, Ti3IrC2, Ti3ZnC2, Ti2ZnC). The phase diagrams of the Ti-Au-C, Ti-Ir-C, and Ti-Zn-C systems were obtained using the CALPHAD (Calculation of Phase Diagrams) approach coupled with ab initio calculations. The calculated results confirmed thermodynamic stabilities of the synthesized Ti3AuC2, Ti3IrC2, Ti3ZnC2, and Ti2ZnC MAX phases, which is in great agreement with the experiment information. The present work shows a systematic method to calculate the thermodynamic stability of the novel MAX phases, which can be used as guidance to synthesize more undiscovered MAX phases.

Key words: MAX phase, CALPHAD, calculation of phase diagrams, thermodynamics, Ab initio calculations

中图分类号: