Studium meziatomových interakcí v pokročilých materiálech s pomocí ab initio výpočtů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Pomocou COHP analýzy sme študovali chemickú väzbu v diboridoch prechodných kovov ako aj v zliatine Ni2MnGa. Elektrónová štruktúra študovaných materiálov bola vypočítaná použitím výpočtov z prvých princípov pomocou metódy PAW. V prípade diboridov tranzitných kovov z výsledkov vyplýva, že sila väzby bór-bór je silne závislá od transferu elektrónov na atómy bóru. Zvyšujúci sa počet valenčných elektrónov v kove spôsobuje destabilizáciu alfa štruktúry kvôli vzájomnej interakcii elektrónov prislúchajúcich jednému atómu (on-site interakcie) v blízkosti Fermiho hladiny. Pre zliatinu s tvarovou pamäťou Ni2MnGa bola použitá metóda DFT+ U upravujúca popis lokalizácie elektrónov. V prípade použitia parametra U na Ni dochádza k destabilizácii kubického austenitu a k stabilizácii tetragonálneho nemodulovaného martenzitu. Naopak, zvýšenie lokalizácie elektrónov mangánu martenzit destabilizuje. Analýza väzieb ukázala, že najsilnejšou väzbou je Ni-Ga s kovalentným charakterom. Zvýšená lokalizácia valenčných elektrónov Mn zvyšuje podiel kovalentnosti Mn-Ni väzby a kovový charakter Ni-Ni väzby. Vplyvom zvýšenej lokalizácie Ni elektrónov sa Mn-Ni väzba stáva viac kovovou.
Chemical bonding in transition metal diborides and Ni2MnGa alloy was studied in terms of energy resolved COHP visualization tool. The electronic structure of studied systems was calculated using the first principles calculations with the help of projector augmented-wave method. Concerning transition metal diborides, we found dependence of the strongest boron-boron bond on the charge transfer from metal to boron atoms. The stability of diborides with the alpha structure decreases with higher number of metal valence electrons due to on-site contribution to the band energy near the Fermi level. Ni2MnGa shape memory alloy was treated by DFT+ U corrective method in order to describe localized electrons more accurately. The effect of U on Ni resides in destabilization of the cubic austenite and stabilization of the tetragonal NM martensite. On the contrary, U on Mn destabilizes martensite. The bond analysis shows that the strongest bond in the alloy is Ni-Ga with covalnet character. Increased localization of Mn valence electrons makes Mn-Ni bond more covalent and Ni-Ni bond more metallic. The localization of Ni electrons results in more metallic Mn-Ni bond.
Chemical bonding in transition metal diborides and Ni2MnGa alloy was studied in terms of energy resolved COHP visualization tool. The electronic structure of studied systems was calculated using the first principles calculations with the help of projector augmented-wave method. Concerning transition metal diborides, we found dependence of the strongest boron-boron bond on the charge transfer from metal to boron atoms. The stability of diborides with the alpha structure decreases with higher number of metal valence electrons due to on-site contribution to the band energy near the Fermi level. Ni2MnGa shape memory alloy was treated by DFT+ U corrective method in order to describe localized electrons more accurately. The effect of U on Ni resides in destabilization of the cubic austenite and stabilization of the tetragonal NM martensite. On the contrary, U on Mn destabilizes martensite. The bond analysis shows that the strongest bond in the alloy is Ni-Ga with covalnet character. Increased localization of Mn valence electrons makes Mn-Ni bond more covalent and Ni-Ni bond more metallic. The localization of Ni electrons results in more metallic Mn-Ni bond.
Description
Citation
JANOVEC, J. Studium meziatomových interakcí v pokročilých materiálech s pomocí ab initio výpočtů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Materiálové inženýrství
Comittee
prof. RNDr. Karel Maca, Dr. (předseda)
prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Rudolf Foret, CSc. (člen)
Ing. Martin Zelený, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Martin Trunec, Dr. (člen)
Date of acceptance
2021-06-14
Defence
1. vlastní prezentace diplomové práce
2. posudek vedoucího
3. posudek oponenta
4. odpovědi na dotazy oponenta
5. odpovědi na dotazy komise
- jak byly zohledněny různé použité jednotky ve výsledných výpočtech (otázka navazující na 1. dotaz oponenta)
- na základě čeho byla provedena volba typů boridů jako experimentálních materiálů
- praktická aplikace ReB2
- v práci by měla být kapitola "Cíl práce" explicitně uvedená, nejen zahrnuta v kapitole "Úvod"
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení