Nb–Si–N纳米复合薄膜中界面的结构与力学性能-IngentaConnect.PDF

第41 卷第9 期 冯 明等：La Ca Sr MnO 薄膜的制备及磁卡效应 · 1225 · 0.70 0.30–x x 3 第41 卷第9 期 硅 酸 盐 学 报 Vol. 41 ，No. 9 2 0 1 3 年 9 月 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY September，2013 DOI ：10.7521/j.issn.0454–5648.2013.09.10 Nb–Si–N 纳米复合薄膜中界面的结构与力学性能 任 元，刘学杰，李 智 ( 内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古 包头 014010) 摘 要：为了考察Nb–Si–N 纳米复合薄膜中的界面结构形式，采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法，计算了单个Si 原子在NbN 晶体中固 溶结构形式，以及Nb–Si–N 中由Si 原子形成的界面结构形式，并分别考察NbN 、Nb–Si–N 固溶结构及其界面结构形式的力学性能。计算结果表明： 单个Si 原子在NbN 晶体中可以实现间隙固溶或置换固溶；Nb–Si–N 中存在置换型界面与间隙型界面两类结构形式；Nb–Si–N 固溶结构及其界面结构 形式的弹性常数、体模量和剪切模量均低于NbN 晶体的力学性能；较NbN 的弹性模量各向异性有明显差异不同，置换型与间隙型界面的弹性模量各 向异性并不十分突出，但是置换型与间隙型界面的弹性模量的最大值下降非常明显。 关键词：铌–硅–氮纳米复合薄膜；氮化铌晶体；界面结构；力学性能；第一性原理 中图分类号：TB303 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2013)09–1225–07 网络出版时间：2013–08–29 11:49:04 网络出版地址：/kcms/detail/11.2310.TQ1149.010.html Structure and Mechanical Properties of Interfaces in Nb–Si–N Nano-composite Films REN Yuan ，LIU Xuejie ，LI Zhi (School of Mechanical Engineering, Inner Mongolia University of Science Technology, Baotou 014010, Inner Mongolia, China) Abstract: The solid solution, interface structure and elastic properties of Si atom into niobium nitrides (NbN) in the Nb–Si–N nano-composite thin films were investigated by the first principle method based on a density functional theory (DFT). The results indicate that Si atom in NbN can form an interstitial or a substitution solid solution, there exist substitution and interstitial interfaces in Nb–Si–N coatings, and