JETP Letters: issues online

Поиск новых твердых материалов с повышенной пластичностью обосновывает актуальность данного исследования тройных боридов переходных металлов. В данной работе использован эволюционный алгоритм USPEX в сочетании с ab initio/ расчетами для систематического изучения тройной системы W-Nb-B. Полученные результаты успешно воспроизводят все известные стабильные бинарные соединения и предсказывают новый структурный мотив для NbB₂ (пространственная группа симметрии $R\bar{3}m$ ). Основываясь на этом структурном мотиве, была предсказана серия термодинамически стабильных и метастабильных тройных соединений, образующих непрерывный твердый раствор W_xNb_1-xB₂₄, причем смесь 50 смешения. Анализ механических свойств показывает, что включение вольфрама систематически изменяет упругие свойства: хотя твердость возрастает с увеличением концентрации W, все предсказанные соединения сохраняют значительную пластичность, превосходя, согласно критерию Пью-Петтифора, традиционные твердые бориды, такие как TiB₂, ZrB₂ и даже WC. Значения трещиностойкости (2.4-3.4 МПа • м^0.5) сравнимы или превышают показатели известных тугоплавких боридов. Полученные результаты выделяют систему W-Nb-B как перспективную платформу для создания твердых и пластичных керамик, демонстрируя, что легирование в рамках общей структурной схемы может разрешить давний компромисс между прочностью и хрупкостью в сверхвысокотемпературных материалах.