The unique mechanical properties and local lattice distortion (LLD) for hexagonal close-packed (HCP) multiple principal element alloys (MPEAs) are very rarely studied so far. Employing density functional theory calculation based on special quasirandom structure, this work studies the influences of LLD on elastic properties for both novel hexagonal TiZrHf(Sc) MPEAs. Compared to the pristine structures, the lattice stability of distorted random structures is improved evidently. Moreover, LLD obviously lessens the shear elastic properties, which may be an ubiquitous phenomenon irrespective of the lattice types of MPEAs. These results also uncover the apparent improvement in malleable behavior and shear anisotropy for HCP MPEAs. So, the influence of LLD on elastic properties for HCP MPEAs is profound. The degree of LLD is further studied via the standard deviation of near-neighbor (NN) and next NN bond length distributions as an effective indicator of LLD. More significant distortion uncovered in TiZrHf alloy corresponds consistently to the stronger effects of LLD in TiZrHf alloy. Bader's charge and charge density distribution also demonstrate the underlying impact on LLD for both HCP MPEAs, so electronic nature is a significant factor for LLD. The present study provides guideline for designing mechanical properties of TiZrHf-based HCP MPEAs engineering materials.

中文翻译：

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局部晶格畸变对六方密堆积TiZrHf和TiZrHfSc难熔合金弹性性能的影响

六方密堆积 (HCP) 多主元素合金 (MPEA) 的独特机械性能和局部晶格畸变 (LLD) 迄今为止很少被研究。本工作采用基于特殊拟随机结构的密度泛函理论计算，研究了 LLD 对两种新型六方 TiZrHf(Sc) MPEA 弹性性能的影响。与原始结构相比，扭曲的随机结构的晶格稳定性明显提高。此外，LLD 明显降低了剪切弹性，这可能是一种普遍存在的现象，与 MPEA 的晶格类型无关。这些结果还揭示了 HCP MPEA 在延展性和剪切各向异性方面的明显改善。因此，LLD 对 HCP MPEA 的弹性性能的影响是深远的。通过将近邻 (NN) 和下一个 NN 键长分布的标准偏差作为 LLD 的有效指标，进一步研究 LLD 的程度。在 TiZrHf 合金中发现的更显着的变形一致对应于 TiZrHf 合金中 LLD 的更强影响。Bader 的电荷和电荷密度分布也证明了两种 HCP MPEA 对 LLD 的潜在影响，因此电子性质是 LLD 的一个重要因素。本研究为基于 TiZrHf 的 HCP MPEA 工程材料的机械性能设计提供了指导。s 电荷和电荷密度分布也证明了两种 HCP MPEA 对 LLD 的潜在影响，因此电子性质是 LLD 的一个重要因素。本研究为基于 TiZrHf 的 HCP MPEA 工程材料的机械性能设计提供了指导。电荷和电荷密度分布也证明了两种 HCP MPEA 对 LLD 的潜在影响，因此电子性质是 LLD 的一个重要因素。本研究为基于 TiZrHf 的 HCP MPEA 工程材料的机械性能设计提供了指导。