碳化硼陶瓷材料的力学性质和成键特点的第一性原理研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 目的及意义

碳化硼（b4c）通常为灰黑色的粉末，是已知最坚硬的三种材料之一（其他两种分别是金刚石、立方氮化硼）[1]。碳化硼陶瓷具有密度小、硬度大、高熔点和化学稳定性好的特点，被广泛应用于耐磨材料、耐火材料、工程陶瓷材料、轻质装甲和反应堆中子吸收剂等方面[2-5]。

碳化硼陶瓷也有其不足之处，事实表明它对弹心由高密度材料所制成的高速弹头的防护能力达不到理想要求[6]。为了提高碳化硼陶瓷材料防护能力，我们需要从微观尺度上了解碳化硼陶瓷材料在高速冲击载荷下的内部结构演化规律和损伤破坏机制。而在此之前，我们首先应该理解碳化硼陶瓷材料的基本力学性质和原子间成键特点等。因此本论文决定从碳化硼的微观结构入手，利用第一性原理相关软件计算碳化硼的弹性常数、电荷分布密度和态密度，分析碳化硼的力学性能和原子间的成键特点，为碳化硼陶瓷材料相关方面的研究提供理论基础。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容：

(1) 根据文献中的数据建立碳化硼晶体模型并进行优化。

(2) 计算碳化硼的弹性常数并分析其各向异性。

3. 研究计划与安排

第1周 阅读相关文献资料，明确研究内容。

第2周 完成外文翻译，了解碳化硼的晶体结构。

第3周 确定研究思路与方案，完成开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[2] domnichv, reynaud s, haber r a, et al. boron carbide: structure, properties, andstability under stress [j]. journal of the american ceramic society, 2011,94(11): 3605-3628.

[3] 丁硕, 温广武, 雷廷权. 碳化硼材料研究进展[j]. 材料科学与工艺, 2003,11(1): 101-105.

[4] 刘然, 薛向欣, 姜涛, 等. 硼及其硼化物的应用现状与研究进展[j]. 材料导报, 2006, 20(6): 1-4.