机械工程材料

作者：鲁昊天, 杨鲲, 李文戈

关键词：热障涂层, 钆掺杂La₂Ce₂O₇, 第一性原理计算, 电子结构, 热学性能

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了不同钆掺杂量（La1?xGdx）2Ce2O7（x为物质的量分数,取0,0.25,0.50,0.75,1.00）的几何结构、电子结构、力学和热学性能。结果表明：（La1?xGdx）2Ce2O7能带结构为Γ-X间接带隙,带隙随着x的增加而减小；随着x的增加,（La1?xGdx）2Ce2O7的晶格常数和体积先减小后增大,相对分子质量增大,密度先增大后减小；（La1?xGdx）2Ce2O7的力学性能均符合Born-Huang稳定性判据,说明（La1?xGdx）2Ce2O7具有良好的力学稳定性；Pugh比（剪切模量与体模量之比）小于0.571,泊松比大于0.26,说明（La1?xGdx）2Ce2O7具有良好的韧性,具备承受热循环应力的能力；（La1?xGdx）2Ce2O7的最小热导率在0.98~1.26?W·m?1·K?1之间,低于氧化钇稳定氧化锆,表明（La1?xGdx）2Ce2O7具有良好的热学性能,可以作为热障涂层的候选材料。

来源：2024年第7期

《机械工程材料》期刊编辑部

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