张立宏，雷慧茹

(山西工程技术学院基础教学部，阳泉 045000)

0 引 言

由于高硬度材料在工业生产中用途广泛，寻找热稳定性好、化学稳定性高的新型高硬度材料就成了高压领域的重要研究方向[1-2]。作为5d过渡金属二硼化物之一，ReB2具有很多优异的物理性质，如超导性、高硬度及优越的力学性能等[3-5]，这些性能使其在工业生产中具有很大的应用前景，如，切削和磨削工具、耐磨涂层、机械加工等[6-8]。因此，在过去的几十年中，ReB2吸引了众多学者的研究兴趣。1962年，La和Post[9]首次系统研究了ReB2的P63/mmc(hP6)晶体结构特性，而这一结构后来已经被证实是ReB2的最稳定基态相[10-13]。2007年，Chung等[14]通过电弧熔炼技术及原子力显微镜轮廓得出ReB2的平均硬度可高达48 GPa。然而，这一结论很快受到了其他一些学者的质疑和否定[2,15-17]。此外，Locci等[18]通过放电等离子烧结技术证实ReB2的维氏硬度不可能超过40 GPa。因此，很有必要研究ReB2在环境条件下的硬度。

1 计算方法

1.1 电子结构计算

本研究过程中所涉及的电子结构计算及几何优化都是通过CASTEP程序[23]实现的。另外，计算过程中采用的是基于密度泛函理论的范德比尔特超软赝势，以及基于广义梯度近似(GGA)[24]的交换相关势。平面波基组的能量截止值设置为500 eV，布里渊区取样的k网格尺寸设置为10×10×4。这些设置参数都是在测试了总能自洽收敛值小于10-6eV/cell后加以采用的。

1.2 弹性常数计算

当材料在其弹性极限内承受外部施加的应力时，连接应力和应变的系数即为弹性常数，可由非体积守恒张力法计算得到。……