NbC, HfC, TaC, and their solid solution ceramics have been identified as the best materials for ultrahigh-temperature ceramics. However, their structural stability and elastic properties are mostly unclear. Thus, we investigated structure and elastic properties of (Nb1-xTax)C and (Nb1-xHfx)C solid solutions via ab initio calculations. Our calculated results show that the stability of (Nb1-xTax)C and (Nb1-xHfx)C increases with the increase of Hf and Ta content, and (Nb1-xHfx)C is more stable than (Nb1-xTax)C at the same content of Hf and Ta. The lattice constants decrease with increasing of Hf and Ta content. (Nb1-xTax)C and (Nb1-xHfx)C carbides are mechanically stable and brittle. Bulk modulus of (Nb1-xTax)C increases with increasing Ta content. In contrast, bulk modulus of (Nb1-xHfx)C decreases with increasing Hf content. Hardness of solid solutions shows the highest values at the (Nb0.25Ta0.75)C and (Nb0.75Hf0.25)C. In particular, (Nb0.75Hf0.25)C shows the highest hardness for the current system. The results indicate that the overall mechanical properties of (Nb1-xHfx)C solid solutions are superior to those of (Nb1-xTax)C solid solutions. Therefore, controlling the Hf and Ta element and content of the (Nb1-xTax)C and (Nb1-xHfx)C Solid solution is crucial for optimizing the material properties.

고분해능 전자현미경과 컴퓨터 이미지 시뮬레이션이 La이 첨가되고 또한 첨가되지 않은 Pb(Mg/ sub 1/3/Nb23/)O3고용체의 미세구조를 연구하기 위해서 사용되었다. 불규칙격자 영역의 격자 이미지는 정방정 형태와 유사 육방정 형태를 각각 보였다. 규칙격자 영역에서 Mg과 Nb의 비화학양론적인 규칙격자 구조 현상이<111>방향에 따라 관찰되었다. 실험 격자 이미지와 컴퓨터 시뮬레이션 이미지의 비교로부터, 규칙격자 구조를 가지는 영역의 장거리 규칙도는 0.2-0.7의 값을 가지고 있었고, 또한 규칙격자는 (NH4)3FeF6결정구조를 가지고 있었다. 작은 값의 장거리 규칙도를 가지는 규칙격자를 가지는 영역에서, 변형률 파형이 관찰되지 않았다. 이것은 대부분 두 양이온이 그들의 위치에 있기 때문에, 원자 변위가 없었기 때문이다.

란시아이트(ranciéite)는 수화된 Ca2+ 양이온이 망간 원자 빈자리를 아래위로 덮고 층간을 채우고 는 육방정계 층상형 산화망간광물(phyllomanganates)이다. 망간 원자 빈자리를 Mn2+ 양이온이 더 우세하게 채 우는 경우, 다카네라이트(takanelite)라는 광물로 구분하며, 란시아이트와 다카네라이트는 서로 고용체를 이룬 다. 이 광물들은 입자크기가 매우 작고 다른 광물과 함께 산출되기 때문에 실험만으로 정확한 결정구조를 규 명하기 어렵다. 이번 연구에서는 층간 Mn2+/Ca2+ 양이온 비율에 따른 란시아이트-다카네라이트의 결정구조와 층간 구조를 규명하기 위해 고전분자동역학 시뮬레이션(molecular dynamics simulations; MD)을 수행하였다. 연구방법의 적합성을 판단하기 위해 결정구조가 잘 알려진 칼코파나이트 군(chalcophanite group) 광물들에 대해 시뮬레이션 계산을 수행 후 실험 결과와 비교하였다. 이후 층간 양이온 비율에 따른 란시아이트 및 다카 네라이트 모델에 대한 MD 시뮬레이션을 수행하여 양이온 함량에 따른 양이온과 물 분자의 분포 및 (001) 면간거리를 제시한다.