دی بورید وانادیوم (VB2) سنتز شده در فشار بالا، خواص مکانیکی، الکترونیکی، و مغناطیسی و پایداری حرارتی

Vanadium Diboride (VB2) Synthesized at High Pressure: Elastic, Mechanical, Electronic, and Magnetic Properties and Thermal Stability

چکیده

دی بورید وانادیوم (VB2) با ساختاری از نوع AlB2 در شرایط ۸GPA و ۱۷۰۰K در دستگاه چند سندانی از نوع DIA سنتز شد. مدول بالک به دست آمده برای VB2 توسط اندازه‌گیری تفرق اشعه ایکس در فشار بالا برابر با B0=262(2) GPa بود و مقدار ثابت B’ نیز برابر با ۴ بود. در عین حال، VB2 همچنین نشان دهنده سختی ویکرز بالا با مقدار ۲۷.۲±۱.۵ GPa پایداری حرارتی بالا به مقدار ۱۴۱۰K در هوا، که در بین بیشترین مقادیر برای بورایدهای فلزات انتقالی است و مقاومت بسیار کم (۴۱cm) در دمای اتاق بود. نتایج به دست آمده از محاسبات اولیه با توجه به خواص مکانیکی و الکترونیکی مربوط به VB2 به صورت گسترده‌ای با مشاهدات تجربی همخوانی داشت و این نتیجه را پیشنهاد داد که VB2 به صورت همزمان دارای خواص یک سرامیک نسوز و سخت و همچنین یک رسانای الکتریکی عالی را دارد.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Vanadium diboride (VB2) with an AlB2-type structure has been synthesized at 8 GPa and 1700 K in a DDIA- type multianvil apparatus. The obtained bulk modulus is B0 = 262(2) GPa with fixed B′ = ۴.۰ for VB2 via high-pressure X-ray diffraction measurements. Meanwhile, VB2 has also been demonstrated to possess a high Vickers hardness of 27.2 ± ۱.۵ GPa, a high thermal stability of 1410 K in air, among the highest for transition-metal borides, and an extremely low resistivity value (41 μΩ cm) at room temperature. Results from first-principles calculations regarding the mechanical and electronic properties of VB2 are largely consistent with the experimental observations and further suggest that VB2 possesses simultaneously the properties of a hard and refractory ceramic and those of an excellent electric conductor.