第41卷第2期2024年4月J.At.Mol.Phys.,2024,41:026005(6pp)MgsSn4-xM.纪原子与分子物理学报JOURNALOFATOMICANDMOLECULARPHYSICS结构稳定性与弹性常数的第一性原理计算Vol.41No.2Apr.2024邢旭，尹成斌，马贝贝，王（西南林业大学机械与交通学院，昆明650024）摘要：利用基于密度泛函理论的CASTEP软件构建MgsSn4-M（M=Al、Cu;x=0、1或2）晶体结构模型,采用第一性原理计算其晶格常数、结构稳定性和弹性常数,并分析不同量的M原子固溶于Mg,Sn后体系的电子特性、弹性性能和本征硬度，计算结果表明,M原子能自发固溶于MgzSn相，且所得Mg.Sn4-Mx（x=1或2）晶体结构均可稳定存在；当2个M原子固溶于Mg2Sn时，使其晶体结构由立方晶系转变为四方晶系，态密度分析表明,M原子固溶后体系原子存在明显轨道杂化现象，表现出较强的共价键，增加M原子固溶量不会改变各原子对态密度的贡献规律，但会提高该原子对电子对态密度的贡献度：弹性性能和本征硬度分析表明：Mg2Sn中固溶M原子后，体系力学性能仍稳定,增加M原子固溶量，体系硬度逐渐降低,韧塑性不断提高，即M原子固溶量增加能提升体系的韧塑性.关键词：MgzSn；第一性原理；电子结构；弹性常数；本征硬度中图分类号：TG146.2First-principlescalculationsonthestructuralstabilityandelasticconstantofMg.Sn4-,M.远文献标识码：AD01:10.19855/j.1000-0364.2024.026005XINGXu,YINCheng-Bin,MABei-Bei,WANGYuan(SchoolofMachineryandTransportation,SouthwestForestryUniversity,Kunming650024,China)Abstract:UsingtheCASTEPsoftwarebasedondensityfunctionaltheory,thecrystalstructuremodelofMgsSn4-xM,(M=Al,Cu;x=0,1or2)wasconstructed,anditslatticeconstant,structuralstabilityandelasticconstantwerecalculatedbyfirst-principles,aswellastheelectronicproperties,elasticpropertiesandintrinsichardnessofthecrystalstructuremodelwithdifferentamountsMatomssolidsolutioninMg2Snphasewereana-lyzed.ThecalculationresultsshowthatthesolidsolutionoftheMatomsinMg2Sncangeneratespontaneously,andtheobtainedMg:Sn4-→M(x=1or2)crystalstructurecanexiststably;thecrystalstructureconvertsfromcubicsystemtotetragonalsystemwhentwoMatomsdissolveinMg2Sn.TheanalysisresultsofdensityofstatesindicatethattheatomsinthesystemexistobviousorbitalhybridizationbyMatomssolidsolution,thenshowstrongcova...
