第一原理方法研究二元、三元碳化物陶瓷的力学和热力学性质

碳化物陶瓷具有优异的力学性能、良好的电、磁、热学性质及化学稳定性，作为高温结构材料具有广阔的应用前景。它是共价键占主导的材料，其宏观性质对于材料的微观结构和化学组份非常敏感，适合运用量子力学尺度的第一原理计算来研究结构与性能的关系。本项目拟应用平面波赝势总能计算方法，研究二元、三元碳化物陶瓷的力学和热力学性质，联系电子结构和原子成键特点，认识影响二元、三元碳化物陶瓷宏观性能的本质因素，建立电子、原子尺度特性与宏观性能的关系。阐明彼此对应的二元和三元碳化物陶瓷在结构和性质上的联系，揭示合成三元碳化物陶瓷过程中第三组元插入到二元碳化物陶瓷的机制，了解导致不同三元碳化物陶瓷合成路径巨大差异的原因，并预测高温性能，最终能够为新材料的性能预测和优化设计提供可信的理论基础。