《表1 Ti2Al C, Ti3Al C2以及Ti5Al2C3的晶体结构参数》

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《Ti_5Al_2C_3与Ti_2AlC、Ti_3AlC_2结构、弹性和电子性质的第一性原理对比研究》

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Ti2Al C、Ti3Al C2和Ti5Al2C3均属于六方晶系，其空间群为P63/mmc，空间群号194，晶体结构如图1所示。首先在0 K和0 GPa条件下对三者进行结构优化，得到平衡条件下的晶格常数以及体积如下表1所示。从表中可以看出:Ti2Al C的c值为1.375 nm，Ti3Al C2的c值为1.867 nm，而Ti5Al2C3的c值为3.274 nm，恰好约等于前两者的加和（偏差0.032 nm）；同时Ti2Al C的V值为1.119 nm3，Ti3Al C2的V值为1.532 nm3，而Ti5Al2C3的V值为2.662 nm3，恰好约等于前两者的加和（偏差0.011 nm3），并且三者的a值近似相等。此外，对三者的晶体结构图1进行分析可以得出:Ti2Al C由Al-Ti-C-Ti链（记为“链1”）交替排列而成，Ti3Al C2由Al-Ti-C-Ti-C-Ti链（记为“链2”）交替排列而成，Ti5Al2C3由Al-Ti-C-Ti-Al-Ti-C-Ti-C-Ti链（记为“链3”）交替排列而成，而“链3”恰好由“链1”和“链2”加和而成。因此，综合表1和图1的结果分析，推断认为Ti5Al2C3的晶体结构可以由Ti2Al C和Ti3Al C2的晶体结构组合而成。为了研究Ti5Al2C3晶体结构的稳定性，根据相关参考文献[21，22]得到Ti5Al2C3的生成能计算公式（1），其中，E（Ti5Al2C3）为六方Ti5Al2C3（空间群为P63/mmc）的总能量，E（Ti）、E（Al）和E（C）分别为稳定单质六方Ti（空间群P63/mmc）、立方Al（空间群Fm-3m）和石墨C（空间群P6/mmm）的总能量。