Behaviour of elastic and ultrasonic properties of curium monopnictides

The temperature-dependent elastic and ultrasonic properties of curium monopnictides CmPn (Pn = N, P, As, Sb) have been explored in the present investigation. The second- and third-order elastic constants have been calculated using Coulomb and Born-Mayer potentials using lattice and hardness parameters. Mechanical parameters, such as Young's modulus, bulk modulus, shear modulus, tetragonal modulus, anisotropic factor, and Poisson's ratio, have been computed with second-order elastic constants. These materials fulfilled the requirement of the Born stability criterion. The toughness or fracture ratio is found to be more than 0.57 in CmPn, which indicates their brittle nature. In addition, the ultrasonic wave velocity, Debye average velocity, Debye temperature, thermal relaxation time, thermal conductivity, acoustic coupling constant, and ultrasonic attenuation have also been computed along (100), (110), (111) directions at room temperature. The results are discussed in correlation with other similar types of the materials. Key words: curium monopnictides, elastic constants, mechanical properties, ultrasonic properties, thermal conductivity. Dans cette etude, nous explorons les proprietes ultrasoniques et elastiques de mono-pnictures du curium, CmPn (Pn = N, P, AS, Sb). Utilisant le potentiel de Coulomb et Born-Mayer avec parametres de reseau et de durete, nous en calculons les constantes elastiques de deuxieme et de troisieme ordre. Nous calculons les parametres mecaniques comme le module de Young, le module d'elasticite volumique, le module de cisaillement, le module tetragonal, le facteur d'anisotropie et le rapport de Poisson, avec les constantes elastiques du deuxieme ordre. Ces materiaux remplissent les exigences du critere de stabilite de Born. Nous trouvons que le rapport de tenacite a la fracture est plus de 0.57 dans les CmPn, ce qui nous fournit de l'information sur leur fragilite. Nous calculons aussi la vitesse des ondes ultra-soniques, la vitesse moyenne de Debye, la temperature de Debye, le temps de relaxation thermique, la conductivite thermique, la constance de couplage acoustique et l'attenuation ultrasonique selon les directions (100), (110) et (111) a la temperature de la piece. Les resultats sont analyses en correlation avec d'autres types de materiaux similaires. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: monopnictures de curium, constantes elastiques, proprietes mecaniques, proprietes ultrasoniques, conductivite thermique.
Introduction The elastic and ultrasonic properties of materials have played a vital role in materials science and engineering for a long time, because of their numerous applications in every field [...]