第一性原理计算Cu、Co含量对CoCuFeNi系高熵合金的影响

随着对高熵合金的深入研究,通过实验建立高熵合金主要元素对合金性能的影响规律与机制,工作量较大并存在较大的不确定性,基于密度泛函理论的第一性原理计算可以很好地解决这类问题。通过计算,可以从原子、分子层面来讨论材料的显微结构和性能。采用基于平面波赝势的CASTEP的方法对CoCuxFeNi(x=0.5,1.0,1.5)高熵合金以及CoxCuFeNi(x=0.5,1.0,1.5)高熵合金进行第一性原理计算,并对晶体结构以及力学性能进行了研究。结果表明,随Cu含量的增加,晶格常数增大,密度不断减小,结合能不断降低,CoCu0.5FeNi的体积模量K、剪切模量G、弹性模量E以及硬度均高于其它Cu含量的CoCuxFeNi高熵合金,但热力学稳定性较差;随Co含量的增加,晶格常数减小,密度不断增大,结合能不断升高,Co1.5CuFeNi的体积模量K、剪切模量G、弹性模量E以及硬度均高于其它Co含量的CoxCuFeNi高熵合金,但其结合能较高,在热力学条件下的稳定性较差