Predictions of thermal expansion coefficients of rare-earth zirconate pyrochlores: A quasi-harmonic approximation based on stable phonon modes
Notice bibliographique
Résumé
Rare-earth (RE) pyrochlores are considered as promising candidate materials for the thermal barrier coating. In this study, we performed first-principles calculations, augmented by quasi-harmonic phonon calculations, to investigate the thermal expansion behaviors of several RE2Zr2O7 (RE = La, Nd, Sm, Gd) pyrochlores. Our findings show that RE2Zr2O7 pyrochlores exhibit low-lying optical phonon frequencies that correspond to RE-cation rattling vibrational modes. These frequencies become imaginary upon volume expansion, preventing correct determination of the free energy versus volume relation and thereby quantification of thermal expansion using QH phonon calculations. To address this challenge, we proposed a QH approximation approach based on stable phonon modes where the RE-cation rattling modes were systematically eliminated. This approach is shown to provide accurate predictions of the coefficients of thermal expansion (CTEs) of RE2Zr2O7 pyrochlores, in good agreement with experimental measurements and data from first-principles molecular dynamics simulations. In addition, we showed that the QH Debye model considerably overestimates the magnitudes and wrongly predicts the trend for the CTEs of RE2Zr2O7 pyrochlores.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».