Etude des propriétés physiques de quelques composés intermétalliques ternaires à base de carbone: M2AX; M=V, Nb, A= P, As et X=C. Effet de la pression hydrostatique

dc.contributor.authorMEDKOUR , Youcef
dc.contributor.authorROUMILI , A. Encadrant
dc.date.accessioned2026-07-08T09:38:59Z
dc.date.issued2012
dc.description.abstractThe family of ternary Carbide and/or Nitride (MAX phases) presents new class of solids. These phases are nanolaminate compounds with interesting properties between metals and ceramics. The present work is based on the CASTEP code using the density functional theory (DFT), the formalism of pseudopetentials and the plane wave basis (PP-PW). The exchange correlation energy was estimated under the gradient generalized approximation (GGA-PW91). We have investigated the pressure effect on the structural properties of unexplored M2AC compounds, relevant to the so called MAX phases, with M=V or Nb and A= P or As. Our results for the lattice parameters a, c and the equilibrium volume V are in good agreement with the available experimental data. Relative changes of the volume, lattice parameters, M−C and M−A bonds length are studied up to 40 GPa. The bulk modulus was deduced from the Birch-Murnaghan equation of state. A systematic study on the effect of both M and A elements on the bulk modulus B, shows that the bulk modulus is more affected by the substitution of A atoms (P→ As) than by the substitution of M atoms (V→ Nb). Thermodynamic properties were calculated using GIBBS program which is based on E-V data as the only input parameters. The effect of temperature (up to 1200 K) at various pressure values on the bulk modulus, volume expansion, heat capacities and Debye temperature was discussed. Band structure and bonding properties of these compounds were studied at 0 GPa. We have also found that the band structure of the investigated compounds shows a metallic character. From the total and partial density of states, we could notice that the conductivity is mostly assured by the d electrons of the transition metal (M= V, Nb). The charge densities are presented and the chemical bonding are discussed and compared to the available data in the literature.
dc.description.sponsorshipLa famille des ternaires de Carbures et/ou de Nitrures (phases MAX) est une classe de nouveau solide découvert à l’origine dans les années soixante. Ces composés constitués de céramiques nanolamellaires présentent des propriétés intéressantes intermédiaires entre les métaux et les céramiques. Le présent travail est basé sur le code CASTEP utilisant la théorie fonctionnelle de la densité (DFT), le formalisme du pseudopotentiel et des ondes planes (PW-PP). L’énergie d’échange et de corrélation est évaluée dans le cadre de l’approximation du gradient généralisé (GGA-PW91). Nous avons étudié l'effet de la pression sur les propriétés structurales des composés M2AC, avec M=V ou Nb et A = P ou As. Nos résultats pour les paramètres de maille a, c et le volume d'équilibre V sont on accord avec les données expérimentales disponibles. Le changement relatif du volume, des paramètres de la maille et de la longueur des liaisons M−C et M−A est étudié jusqu'à 40 GPa. Le module de compression a été déduit à partir de l'équation d'état de Birch-Murnaghan. La substitution de A (P→ As) affecte de façons plus importante les modules d’élasticité B, G, E, A et v que par la substitution de M (V→ Nb). Les propriétés thermodynamiques ont été calculées par le programme GIBBS, basé sur les données E-V comme les seuls données d'entrée. L'effet de la température (jusqu’à 1200 K) pour différentes valeurs de pressions sur le module de compression, l’expansion du volume, les capacités calorifiques et la température Debye a été discuté. Les structures de bande, les densités d’états totales et partielles de ces composés ont été étudiées à 0 GPa. A partir de la structure de bande, les composés étudiés sont des bons conducteurs d’électricité. La conductivité est assurée principalement par les électrons d du métal de transition (M = V, Nb). Les densités partielles, et les contours de charge électroniques, nous permettent d’identifier les liaisons présentes dans ces composés.
dc.identifier.urihttps://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/1946
dc.language.isofr
dc.publisherUniversité Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté des Sciences
dc.subjectM2AX
dc.subjectpression hydrostatique
dc.titleEtude des propriétés physiques de quelques composés intermétalliques ternaires à base de carbone: M2AX; M=V, Nb, A= P, As et X=C. Effet de la pression hydrostatique
dc.typeThesis

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