王腾飞，李小雷，李 露，李 东，王军凯

（河南理工大学材料科学与工程学院，河南 焦作 454003）

Mn+1AXn相材料是三元层状化合物（简称MAX 相材料），其中：M 代表Ti、V、Zr 等过渡金属元素；A 代表A 组元素；X 代表C或者N；n=1,2,3,···[1]。MAX 相这一概念最早由Barsoum[2]提出，这类材料普遍具有陶瓷材料和金属材料的双重特性，可在高压、高温、强腐蚀等极端条件下稳定存在[3–4]，并表现出较好的稳定性和抗氧化性，具有极其重要的研究价值和广阔的发展前景[5]，因此探究高压等极端状态下的晶体性质变化具有重要意义。

近年来，有关三元层状Mn+1AXn相材料的研究很多，主要集中在211相、312相和413相[6]。随着研究的深入，Mn+1A2Xn双“A”层221相、322相等结构被陆续得到，第一种双“A”层MAX 相化合物Mo2Ga2C由Hu 等[7]于2015年成功制备，2016年Thore等[8]通过第一性原理计算预测出V2Ga2C的存在，V2Ga2C、Ti3Au2C2等双“A”型MAX 相的理论预测和实验制备极大地丰富了MAX 族化合物[9]。V2Ga2C是典型的由理论预测得到的新型双“A”层MAX 相材料，Thore 等[10]根据声子谱没有虚频判定V2Ga2C具有稳定结构，研究发现这类双“A”层的MAX 相材料普遍具有较强的金属性，如更好的机械延展性、易于加工等[11]。目前，常压下V2Ga2C的研究日趋丰富，受限于实验条件的复杂性，高压下V2Ga2C的结构、电子、弹性等性能研究较为困难，为此基于密度泛函理论的第一性原理计算能够很好地解决这一问题。

本研究通过第一性原理对V2Ga2C六方结构的能带结构、态密度等电子结构和弹性性能等力学性质进行计算，根据玻恩稳定准则等相关理论，预测高压状态下V2Ga2C结构的力学稳定性，并对高压下V2Ga2C的晶体结构、电子结构和弹性性质等进行分析，为新型双“A”型Mn+1A2Xn相的相关研究提供理论参考。……