新型过渡金属碳氮化物

九种稳定新相，硬度达30 GPa

通过第一性原理筛选出的九个热力学、动力学和力学稳定的过渡金属碳氮化物新相，其中五个硬度超过20 GPa，为超硬材料设计提供新候选。

魏群 · Yuan, Hui · Jing, Luo · 贾晓菲 · 张美光

Diamond and Related Materials 2024

参数信息

硬度

20.3 GPa

硬度

30.0 GPa

硬度

22.4 GPa

硬度

28.7 GPa

硬度

26.2 GPa

技术优势

候选结构明确

从 24 种结构中筛选出 9 个稳定新相，并给出具体化学式和晶体结构类型，可直接用于后续实验合成验证。

硬度数据齐全

五个稳定相的计算硬度在 20.3–30.0 GPa 之间，为选择超硬材料候选提供定量依据。

应用场景

• 超硬涂层：高硬度金属性相可沉积为耐磨防护涂层，提升刀具与部件寿命。
• 硬质合金：作为硬质相加入合金可提高整体硬度与耐磨性。
• 耐磨材料：高硬度与金属性结合，在摩擦工况下兼顾抗磨损与导电性。
• 切削工具：接近超硬材料的硬度使它们有望作为切削刀具的刃口涂层。