A potential superhard material m-BCN

Abstract

We here propose a new superhard material m-BCN with comparable Vickers hardness to cBN by the use of first-principles calculations. The calculations show that the mentioned m-BCN is a thermodynamically and kinetically stable semiconductor. Hydrostatic calculation shows that it is anisotropic and its incompressibility is very close to c-BN. Structural analysis shows that its excellent mechanical property and thermodynamically stability are inherited from diamond and cBN. These results provide a new clue to find new superhard phase.

Запропоновано новий надтвердий матеріал m-BCN, твердість за Віккерсом якого за розрахунками за першими принципами порівняна з твердістю cBN. Розрахунки показали, що згаданий m-BCN за термодинамічними і кінетичними показниками є стабільним напівпровідником. Гідростатичний розрахунок показав, що він є анізотропним і його нестисливість дуже близька до нестисливості cBN. Структурний аналіз показав, що його відмінні механічні властивості і термодинамічна стабільність успадковані від алмаза і cBN. Дані результати забезпечують нову схему пошуку нових надтвердих фаз.

Предложен новый сверхтвердый материал m-BCN, твердость по Виккерсу которого по расчетам по первым принципам сравнима с твердостью cBN. Расчеты показывают, что упомянутый m-BCN по термодинамическим и кинетическим показателям является стабильным полупроводником. Гидростатический расчет показал, что он анизотропный и его несжимаемость очень близка к несжимаемости cBN. Структурный анализ показал, что его отличные механические свойства и термодинамическая стабильность унаследованы от алмаза и cBN. Данные результаты обеспечивают новую схему поиска новых сверхтвердых фаз.