Contribution à l'étude des propriétés structurales et thermodynamique des composés définis à base des métaux de transition

Abstract

La théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) basée sur la méthode des ondes planes augmentées linéarisées en potentiel total (FP-LAPW) est utilisée pour étudier les propriétés structurelles, élastiques et énergétiques des composés dans cinq systèmes (Cu-Lu, Cu-Pm, Cu-Sr, Cu-Mg et Co-Mg), ainsi que l’optimisation thermodynamique de leurs diagrammes de phases. Les propriétés structurales sont étudiées par l’approximation du gradient généralisé (GGA) pour la minimisation de l'énergie totale. Pour les deux premiers systèmes trois composés intermétalliques Cu7Lu2, Cu9Lu2 et Cu7Pm2 signalés sans structure ont été examinés en inspectant plusieurs structures hypothétiques. Pour les trois derniers systèmes Cu-Sr, Cu-Mg et Co-Mg nous nous sommes contentés de calculer les propriétés énergétiques et structurales. Les résultats obtenus sont très satisfaisants et montrent un très bon accord avec les propriétés thermodynamiques obtenues à partir des résultats expérimentaux. Les enthalpies de formations calculées des composés définis sont utilisées avec quelques données expérimentales des diagrammes de phases pour optimiser ces systèmes par la méthode Calphad. Les fonctions thermodynamiques des phases existantes dans chaque systèmes sont calculées et les diagrammes de phases sont restitués. Density functional theory (DFT) based on the full-potential linearized augmented plane wave (FPLAPW) method is used to investigate the structural, elastic and energetic properties of five systems (Cu-Lu, Cu-Pm, Cu-Sr, Cu-Mg and Co-Mg), as well as the thermodynamic optimization of their phase diagrams. The structural properties are investigated by the generalized gradient approximations (GGA) and minimizing the total energy. For the first two systems three Cu7Lu2, Cu9Lu2 and Cu7Pm2 intermetallic compounds reported without a prototype structure were examined by inspecting several hypothetical structures. For the last three Cu-Sr, Cu-Mg and Co-Mg systems we have been satisfied to calculate the energetic and structural properties. The results obtained are very satisfactory and show a very good agreement with the thermodynamic properties obtained from the experimental results. The calculated enthalpies of formations of the compounds are used with some experimental data of the phase diagrams to optimize these systems by the Calphad method. A set of self-consistent thermodynamic parameters of the existing phases in each system are obtained. The optimized phase diagram and thermodynamic properties were presented and compared with experimental data. تستخدم نظرية الكثافة الخطية الوظيفية (FP-LAPW) المعتمدة على طريقة الموجة الخطية الكاملة المتزايدة ( DFT) , Cu-Mg , Cu-Lu, Cu-Pm, Cu-Sr, لدراسة الخصائص البنيوية , المرنة و الطاقوية للمركبات في خمس أنظمة وكذلك التحسين الديناميكي الحراري لمخططات الأطوار الخاصة بهم. Co-Mg لتقليل الطاقة الإجمالية. بالنسبة للنظامين الأولين ثلاثة ( GGA ) تتم دراسة الخواص البنيوية بواسطة تقريب التدرج المعمم ذكرت دون خصائص بنيوية تم فحصها من خلال معاينة العديد من الهياكل Cu7Pm و 2 Cu7Lu2, Cu9Lu مركبات معدنية 2 فقد كنا راضين عن حساب الخصائص , Co-Mg و Cu-Mg Cu-Sr, الافتراضية. بالنسبة للأنظمة الثلاثة الأخيرة من البنيوية و الطاقوية. النتائج التي تم الحصول عليها مرضية للغاية وتظهر اتفاق جيد للغاية مع الخصائص الديناميكية الحرارية التي تم الحصول عليها من النتائج التجريبية . يتم استخدام المحتوى الحراري للتكوينات المحسوبة للمركبات المحددة مع بعض البيانات يتم حساب الدوال الديناميكية الحرارية للمراحل . Calphad التجريبية لمخططات الأطوار لتحسين هذه الأنظمة من خلال طريقة الحالية في كل نظام واستعادة مخططات المرحلة.