摻雜對(duì)新型超硬材料強(qiáng)度影響的第一性原理研究.pdf

1、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)材料的性能提出了愈來(lái)愈苛刻的要求。在材料的諸多性能指標(biāo)中，硬度是一個(gè)最基本、最重要的指標(biāo)之一。超硬材料作為一種重要的功能材料，已被廣泛應(yīng)用到國(guó)防、機(jī)械制造、航空航天、地質(zhì)勘探以及其它尖端科學(xué)領(lǐng)域。超硬材料的合成及其性質(zhì)的研究，一直是凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)研究的重點(diǎn)之一。
　　一直以來(lái)，人們都認(rèn)為金剛石是世界上硬度最高的物質(zhì)，但是在2009年2月底，上海交通大學(xué)孫弘教授等發(fā)現(xiàn)可由人工合成的纖鋅礦型氮化硼(Wu

2、rtzite Structure BoronNitride，簡(jiǎn)稱W-BN)和朗斯代爾石(Lonsdaleite)的硬度比金剛石還高。這兩種物質(zhì)由不同種元素組成，但都屬于六角晶系;其抗壓力來(lái)自于有彈性的原子價(jià)鍵，在受壓力時(shí)有些鍵會(huì)轉(zhuǎn)向成90度。
　　本文研究了在纖鋅礦結(jié)構(gòu)氮化硼體系中摻雜C、N、Si、O等元素對(duì)材料強(qiáng)度的影響。研究中計(jì)及了硬度實(shí)驗(yàn)中壓頭下的雙向壓力（垂直和切向壓力）對(duì)其硬度的影響，尤其是垂直壓力的影響。正是這個(gè)正向的