第一性原理研究bct-C4碳材料的强度性质  

First principles study of the uniaxial compressive strength of bct-C4 carbon allotrope

作　　者：李青坤[1,2,3] 孙毅[4] 周玉[1,2] 曾凡林[4] 

机构地区：[1]哈尔滨工业大学材料科学与工程流动站,哈尔滨150001 [2]哈尔滨工业大学材料学院特种陶瓷研究所,哈尔滨150001 [3]黑龙江大学电子工程学院,哈尔滨150080 [4]哈尔滨工业大学航天科学与力学系,哈尔滨150001

出　　处：《物理学报》2012年第9期118-123,共6页Acta Physica Sinica

基　　金：国家自然科学基金(批准号:10972066)资助的课题~~

摘　　要：本文采用第一性原理方法,分析了bct-C4碳材料的力学性质,尤其是抗压强度性质,并在研究中分析了在压缩过程中bct-C4碳的键长随压缩应变的变化规律.计算结果表明,bct-C4碳材料不仅具有优秀的弹性性质和硬度性质,也具有优秀的强度特性,其沿[100]晶向的抗压强度高于金刚石6.9%.本文的工作表明,bct-C4碳是一种高强度的碳同素异形体,可以用于压缩包括金刚石在内的各种物质,并可用于研究物质在高压下的结构变化以及力、电学等性质.同时,作为一范例,本文研究同样可以为寻找力学性质超越金刚石的物质提供参照.bct-C4 carbon allotrope has been attracted great interest because its excellent mechanical properties.In this paper,we study the elastic properties and the strength properties of bct-C4 carbon by first-principles method.Our results show that bct-C4 presents a super uniaxial compressive strength of 524.3GPa,which is 6.9%more than the corresponding value of diamond.The high compressive strength originates from the high compressive rate of chemical bond deviating from compressive direction.Our work suggests that bct -C4 carbon can be widely used in the area of high pressure research.

关 键 词：第一性原理 力学性质 bct-C4碳 

分 类 号：O482.1[理学—固体物理]