Original title: Studium meziatomových interakcí v pokročilých materiálech s pomocí ab initio výpočtů
Translated title: Study of inter-atomic interactions in advanced materials with help of ab initio calculations
Authors: Janovec, Jozef ; Šob, Mojmír (referee) ; Zelený, Martin (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2021
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Pomocou COHP analýzy sme študovali chemickú väzbu v diboridoch prechodných kovov ako aj v zliatine Ni2MnGa. Elektrónová štruktúra študovaných materiálov bola vypočítaná použitím výpočtov z prvých princípov pomocou metódy PAW. V prípade diboridov tranzitných kovov z výsledkov vyplýva, že sila väzby bór-bór je silne závislá od transferu elektrónov na atómy bóru. Zvyšujúci sa počet valenčných elektrónov v kove spôsobuje destabilizáciu alfa štruktúry kvôli vzájomnej interakcii elektrónov prislúchajúcich jednému atómu (on-site interakcie) v blízkosti Fermiho hladiny. Pre zliatinu s tvarovou pamäťou Ni2MnGa bola použitá metóda DFT+ U upravujúca popis lokalizácie elektrónov. V prípade použitia parametra U na Ni dochádza k destabilizácii kubického austenitu a k stabilizácii tetragonálneho nemodulovaného martenzitu. Naopak, zvýšenie lokalizácie elektrónov mangánu martenzit destabilizuje. Analýza väzieb ukázala, že najsilnejšou väzbou je Ni-Ga s kovalentným charakterom. Zvýšená lokalizácia valenčných elektrónov Mn zvyšuje podiel kovalentnosti Mn-Ni väzby a kovový charakter Ni-Ni väzby. Vplyvom zvýšenej lokalizácie Ni elektrónov sa Mn-Ni väzba stáva viac kovovou. Chemical bonding in transition metal diborides and Ni2MnGa alloy was studied in terms of energy resolved COHP visualization tool. The electronic structure of studied systems was calculated using the first principles calculations with the help of projector augmented-wave method. Concerning transition metal diborides, we found dependence of the strongest boron-boron bond on the charge transfer from metal to boron atoms. The stability of diborides with the alpha structure decreases with higher number of metal valence electrons due to on-site contribution to the band energy near the Fermi level. Ni2MnGa shape memory alloy was treated by DFT+ U corrective method in order to describe localized electrons more accurately. The effect of U on Ni resides in destabilization of the cubic austenite and stabilization of the tetragonal NM martensite. On the contrary, U on Mn destabilizes martensite. The bond analysis shows that the strongest bond in the alloy is Ni-Ga with covalnet character. Increased localization of Mn valence electrons makes Mn-Ni bond more covalent and Ni-Ni bond more metallic. The localization of Ni electrons results in more metallic Mn-Ni bond.
Keywords: analýza chemických väzieb; COHP; DFT+ U; Diboridy prechodných kovov; Ni2MnGa; bonding analysis; COHP; DFT+ U; Ni2MnGa; Transition metal diborides

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/197403

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-578200


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses