MoSi2与(Mo0.95,Nb0.05)Si2价电子结构及性能分析

"这篇论文是关于金属间化合物MoSi2及其 Nb 合金化后的 (Mo0.95,Nb0.05)Si2 的价电子结构与性能分析。作者利用固体与分子经验电子理论(EET)和键距差法(BLD)探讨了这两种材料的电子结构和理论键能，发现 Nb 微合金化能够改变 Mo 和 Si 原子的杂化状态，从而影响合金的电子结构参数和键能。 Nb 合金化提高了 MoSi2 的强度，但降低了其塑性。" 本文是首发论文，主要研究对象是金属间化合物MoSi2以及 Nb 合金化的 MoSi2，即 (Mo0.95,Nb0.05)Si2。作者刘伟生和冯培忠基于固体与分子经验电子理论 (Empirical Electron Theory of Solids and Molecules, EET) 进行研究，这是一种用于理解固体材料电子结构和性质的理论框架。他们采用键距差法 (Bond Length Difference, BLD) 对MoSi2的价电子结构和理论键能进行了计算。 价电子结构是决定材料物理和化学性质的关键因素。在MoSi2中，价电子参与形成化学键，决定了材料的稳定性、硬度和其它机械性能。通过键距差法，作者能够分析出 MoSi2 中 Mo 和 Si 原子之间的电子分布和相互作用，进一步了解其化学键的强度。 在Nb微合金化后形成的(Mo0.95,Nb0.05)Si2中，研究发现 Nb 原子的加入改变了 Mo 和 Si 的杂化状态，这意味着 Nb 的加入影响了价电子的分布。这种变化导致合金的共价电子数在总价电子数中的比例增加，从 MoSi2 的65.87%增加到80.61%，这通常意味着更强的化学键合和更高的材料强度。 然而，尽管 Nb 合金化增强了 MoSi2 的强度，但它也导致晶体晶格电子数下降，从4.7141降至2.5526。这一现象可能会影响材料的塑性，因为更少的晶格电子可能导致晶格的可变形性降低，从而降低了材料的塑性。这表明 Nb 的加入在增强材料强度的同时，牺牲了其延展性，这对于设计和优化 MoSi2 应用的材料性能具有重要指导意义。 关键词涉及电子结构、力学性能、金属间化合物以及合金化。文章中涉及的中图分类号 O733+.915 指的是该研究属于材料科学领域中的特定子类别，可能与金属材料、合金或复合材料相关。 这项研究深入探讨了 Nb 对 MoSi2 电子结构和力学性能的影响，揭示了合金化对金属间化合物性能的复杂调控机制，为金属间化合物的设计和应用提供了理论支持。