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Erschienen in: Journal of Materials Science 1/2014

01.01.2014

Temperature-dependent elastic stiffness constants of fcc-based metal nitrides from first-principles calculations

verfasst von: Aijun Wang, Shun-Li Shang, Mingzhi He, Yong Du, Li Chen, Rui Zhang, Deliang Chen, Bingbing Fan, Feiyan Meng, Zi-Kui Liu

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 1/2014

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Abstract

Temperature-dependent single-crystal elastic stiffness constants and the associated polycrystalline aggregate properties of fcc-based metal nitrides (MNs; M = Ti, Al, Zr, and Hf) have been investigated using a quasistatic approach via first-principles calculations. It is confirmed that the four studied nitrides are brittle materials and mechanically stable, agreeing with experimental results. Among these compounds, TiN and AlN possess the highest strength and the highest hardness, respectively. The cross-slip and the resistance to microcracks are analyzed based on the elastic anisotropy ratio. Additionally, it is found that the decreasing trend of C 11 with respect to temperature is larger than that of C 12 or C 44. With increasing temperature, the resistance of shear deformation, stiffness, hardness, and strength of these four nitrides decrease. The computed properties of MNs agree well with the experimental data available in the literature.

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Metadaten
Titel
Temperature-dependent elastic stiffness constants of fcc-based metal nitrides from first-principles calculations
verfasst von
Aijun Wang
Shun-Li Shang
Mingzhi He
Yong Du
Li Chen
Rui Zhang
Deliang Chen
Bingbing Fan
Feiyan Meng
Zi-Kui Liu
Publikationsdatum
01.01.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 1/2014
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-013-7721-y

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