Structures and properties of uranium–niobium intermetallic compounds under high pressure: A first principles study
Notice bibliographique
Résumé
Metallic uranium-based alloys, with d-transition metals such as Nb, Mo, and Zr, are promising candidates for actinide fuel. For this purpose, their behaviors under changing physical stimuli need to be understood. Here, we systematically investigate U–Nb intermetallic compounds and predict new compound formations under different pressures using the first-principles swarm-intelligence structure searching method. Two new compounds (U1Nb6 and U2Nb1) were identified to be thermodynamically stable at ambient and high pressures. U1Nb6 has a triclinic symmetry that is stable in the pressure range of 0–200 GPa, while U2Nb1 has a hexagonal closely packed structure at low pressure and transforms to a simple hexagonal lattice at 20 GPa. Other compounds, particularly U-rich ones (U3Nb1, U4Nb1, U5Nb1, and U6Nb1), are found metastable at ambient and high pressures, and all have orthorhombic structures. The structural, vibrational, electronic, and mechanical properties of predicted U-rich compounds were thoroughly studied using density-functional theory. The results of phonon spectra and elastic constant show that the predicted new structures are dynamically and mechanically stable in the corresponding pressure range. Also, these newly identified U-rich compounds exhibit strong composition dependence, and the pressure-induced enhancements of structural stability and mechanical performances are evident. These findings shall enrich the understanding of U-based alloys and serve as meaningful predictions for experimental research in the future.
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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 ».