Cr4AlB4是一种近期发现的三元层状硼化物MAB相陶瓷.该材料可形成具有保护性的氧化膜,在高温结构材料领域有巨大应用潜力.本工作采用基于第一性原理的“线性优化法”和“键刚度”理论模型分别研究了Cr4AlB4的物相稳定性和力学行为.声子谱中没有虚频出现,表明Cr4AlB4具有本征稳定性.而与其它Cr-Al-B系内的竞争相相比,Cr4AlB4具有最低的能量,表明其在热力学上也是稳定的.采用“键刚度”模型对化学键刚度的定量计算显示,Cr4AlB4中Cr和B以及B和B原子之间形成了强共价键,而Cr和Al原子则形成相对较弱的Cr-Al(625 GPa)和B-Al(574 GPa)键.Cr4AlB4可以看成是由强共价键紧密连接在一起的Cr-B结构单元,被弱Cr(B)-Al键分割而成的层状结构,与MAX相结构类似.Cr4AlB4具有类似于MAX相的高损伤容限和断裂韧性.
MAB相 密度泛函理论 物相稳定性 力学性能