Методами функционала электронной плотности и псевдопотенциала проведено моделирование рав- новесных конфигураций и механических свойств наночастиц карбида вольфрама и наноразмерных сло- ев кобальта в приложении к твердым сплавам, получаемым по технологии порошковой металлургии. Обнаружено, что малые частицы (содержащие менее 15 атомных пар WC) обладают кубоподобной структурой типа NaCl, более крупные частицы характеризуются тригональной симметрией, при которой внутренняя атомная структура частиц сохраняет свойственный для NaCl характер чередования атомов W и C. Показано, что модуль Юнга наночастиц в несколько раз превышает модуль Юнга массивного карби- да вольфрама. Прочность наночастиц на разрыв также существенно превышает прочность массивного материала. Вакансии снижают прочность наночастиц, однако атомы кобальта, внедряясь в вакансионные позиции, могут восстанавливать прочность наночасти почти до величин, характерных для бездефектного случая. Показано, что с уменьшением толщины прослойки кобальта между кристаллитами карбида воль- фрама до наномасштабных размеров прочность ее на поперечный разрыв увеличивается вдвое, но мо- дуль сдвига уменьшается в шесть раз. При этом твердость прослоек может в 3-4 раза превосходить твер- дость массивного кобальта.
|
