铂和铑的晶格反演势的构建研究

采用密度泛函理论计算分别得到的铂和铑的晶格内聚能-最近原子距离曲线,而后基于晶格反演方法构建得到了铂和铑的晶格反演势。同时详细给出了FCC晶格的反演系数等的具体计算方法和算法。通过将铂和铑的晶格反演势与已有的相应势函数比较发现两者是基本相同的,这证明了构建的铂和铑反演势是有效的。     

钯的反演势的构建与研究

以面心立方金属钯为研究对象,基于第一性原理中的局域密度近似理论(LDA),计算了不同晶格长度下的原子间内聚能并得到其原子内聚能曲线.通过陈-莫比乌斯晶格反演势理论,得到了精确的反演对势曲线.采用不同势函数对该曲线拟合,通过对拟合效果的对比和分析,提出了全局精度较高的双指数型势函数.同时,分别采用第一性原理方法,原子嵌入势(EAM)方法和反演势数据计算了钯的声子谱.比较声子谱曲线发现,曲线的变化趋势是相似的,说明反演势可以合理的反应原子间相互作用.并且反演势方法所需的计算时间明显少于EAM势方法,说明反演势方法在计算量上有明显优势.最后,计算了金属钯的热膨胀系数,弹性模量和格林乃森常数等物理量.计算结果与实验数据基本符合,表明构建的钯的反演势是准确有效的.     

铂的反演势的构建与研究

通过第一性原理计算得到了铂的晶格内聚曲线,而后利用陈式晶格反演方法,得到了反演势曲线。利用提出的双指数函数,拟合得到了精确的铂原子的反演势函数。利用反演势数据、EAM(嵌入式原子法)势理论和第一原理分别计算声子谱,验证了反演势的可靠性。提出了将玻尔兹曼统计方程与晶格粘聚能曲线精确拟合相结合的热膨胀系数计算方法。此外,还计算了室温下的体积模量和格鲁内森常数。结果与实验结果吻合较好,说明计算得到的铂的反演势是有效的、准确的。     

钯的反演势的构建与研究（英文）

以面心立方金属钯为研究对象,基于第一性原理中的局域密度近似理论(LDA),计算了不同晶格长度下的原子间内聚能并得到其原子内聚能曲线。通过陈-莫比乌斯晶格反演势理论,得到了精确的反演对势曲线。采用不同势函数对该曲线拟合,通过对拟合效果的对比和分析,提出了全局精度较高的双指数型势函数。同时,分别采用第一性原理方法,原子嵌入势(EAM)方法和反演势数据计算了钯的声子谱。比较声子谱曲线发现,曲线的变化趋势是相似的,说明反演势可以合理的反应原子间相互作用。并且反演势方法所需的计算时间明显少于EAM势方法,说明反演势方法在计算量上有明显优势。最后,计算了金属钯的热膨胀系数,弹性模量和格林乃森常数等物理量。计算结果与实验数据基本符合,表明构建的钯的反演势是准确有效的。     

铂的反演势的构建与研究（英文）

通过第一性原理计算得到了铂的晶格内聚曲线,而后利用陈式晶格反演方法,得到了反演势曲线。利用提出的双指数函数,拟合得到了精确的铂原子的反演势函数。利用反演势数据、EAM(嵌入式原子法)势理论和第一原理分别计算声子谱,验证了反演势的可靠性。提出了将玻尔兹曼统计方程与晶格粘聚能曲线精确拟合相结合的热膨胀系数计算方法。此外,还计算了室温下的体积模量和格鲁内森常数。结果与实验结果吻合较好,说明计算得到的铂的反演势是有效的、准确的。     

闪锌矿结构AIN、AIP和AlAs的介电和弹性性质的第一性原理研究

采用第一性原理赝势平面波方法对闪锌矿结构AIN、AIP和AlAs的电子结构,介电和弹性性质进行计算,结果表明:基于密度函数扰动理论计算的这些材料的介电和弹性性质与其它第一性原理和分子动力学计算值一致性较好,但与实验值之间有一定的差异:晶格参数的优化、赝势的选取和交换关联项的选择都对计算结果有较大影响.根据计算的弹性常数绘制了这些材料特征平面(101)面的弹性模量图,为这方面材料的力学研究提供参考.     

闪锌矿结构AlN、AlP和AlAs的介电和弹性性质的第一性原理研究

采用第一性原理赝势平面波方法对闪锌矿结构AlN、AlP和AlAs的电子结构，介电和弹性性质进行计算，结果表明：基于密度函数扰动理论计算的这些材料的介电和弹性性质与其它第一性原理和分子动力学计算值一致性较好，但与实验值之间有一定的差异：晶格参数的优化、赝势的选取和交换关联项的选择都对计算结果有较大影响。根据计算的弹性常数绘制了这些材料特征平面（101）面的弹性模量图，为这方面材料的力学研究提供参考。     

HCP金属Mg，Ti，Zr的嵌入原子势

采用嵌入原子法，通过拟合Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒ六方晶体的晶格常数，内聚能，弹性模量，空位形成能和双原子分子的键长、键能等物理参数，分别得到Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒ等ｈｃｐ金属的嵌入原子势。用拟合所得的嵌入原子势计算具有相同原子体积的ｆｃｃ，ｂｃｃ结构的能量表明：ｈｃｐ结构的能量低于ｆｃｃ，ｂｃｃ结构的能量，这说明ｈｃｐ结构的势函数是稳定的。     

HCP金属Mg,Ti,Zr的嵌入原子势

采用嵌入原子法，通过拟合Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒ六方晶体的晶格常数，内聚能，弹性模量，空位形成能和双原子分子的键长、键能等物理参数，分别得到Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒ等ｈｃｐ金属的嵌入原子势。用拟合所得的嵌入原子势计算具有相同原子体积的ｆｃｃ，ｂｃｃ结构的能量表明：ｈｃｐ结构的能量低于ｆｃｃ，ｂｃｃ结构的能量，这说明ｈｃｐ结构的势函数是稳定的。     

金属Mg晶格稳定性的第一原理电子结构计算

采用最小二乘法对SGTE纯单质数据库中金属Mg的Gibbs能表达式进行了重新评估,得到了比SGTE数据库更精确的结果;同时,将SGTE数据库的晶格稳定参数外推至0K,与第一原理总能赝势平面波方法的结果进行了对比,发现第一原理的晶格稳定参数结果为△Gbcc-hcp>△Gfcc-hcp>0,与SGTE外推结果一致。同时,研究还发现:第一原理总能平面波赝势方法计算的hcp-、fcc-和bcc-Mg的晶格常数和原子体积比实验值以及投影缀加波方法得到的结果偏大,结合能出现了完全相反的结果,并且3种结构的部分s态电子转化为p态电子形成了更强的化学键。     

Electronic bonding and property of FeAl

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｄｖａｎｃｅｍａｔｅｒｉａｌｓｓｃｉｅｎｃｅｉｎｔｏａｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓｃｉｅｎｃｅｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｅｍｐｉｒｉｃａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｔｏａｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ,Ｘｉｅｆｉｒｓｔｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｏｎｅａｔｏｍｓｔａｔｅｔｈｅｏｒｙ(ＯＡｔｈｅｏｒｙ)[1]ｏｆｐｕｒｅｍｅｔａｌｂｙａｂｓｏｒｂｉｎｇｑｕｉｎｔｅｓｓｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｅｎｅｒｇｙｂａｎｄｔｈｅｏｒｙ[2]ａｎ…     

Atomistic simulation on the structural properties and phase stability for Cr23C6 and Mn23C6

Based on the successful applications of lattice inversion method in many fields, the crystal structure and phase stability of Cr₂₃C₆ and Mn₂₃C₆ are investigated using the interatomic potentials obtained by lattice inversion method in this research. The calculated atomic coordinates and crystal parameters are in good agreement with the experimental results and the phase stability of Cr₂₃C₆ and Mn₂₃C₆ are tested by random atom shifts and global deformations. The calculated energy also indicates that the Cr₂₃C₆ is more stable than Mn₂₃C₆.     

多元合金钢中部分元素含量的理论计算

利用量子化学从头计算方法、密度泛函理论的超软赝势方法和半经验原子间相互作用对势相结合,在计算偏聚结构晶胞结合能的基础上,选择偏聚晶胞组合处理方法,计算出高碳合金钢DM8钢、DM8A钢、DM8′钢及DM8A′钢马氏体基体原子间的结合能随C、Si、Ni含量变化的变化规律.得出:① DM8钢、DM8A钢、DM8′钢及DM8A′钢马氏体基体原子间的结合能随C、Si、Ni含量的增加呈逐渐增加的趋势;②Si含量比Ni含量的变化对马氏体基体强度影响大;③当其它元素含量都不变时,Si或Ni的含量在0.2%～0.6%,Ni含量对原子间的结合能影响高于Si,Si或Ni的含量在0.6%～0.8%,转换为Si含量对原子间的结合能影响高于Ni.这些结果为根据性能要求进行合金设计提供部分理论依据.     

Atomistic study on the site preference and thermodynamic properties for Cr23−xFexC6

The site preference of Fe in Cr_23−xFe_xC₆ is investigated based on the interatomic potentials obtained by the lattice inversion method. The calculated results show that Fe atoms preferentially substitute for Cr at 4a sites first and then 8c sites. The structural parameters of Cr_23−xFe_xC₆ with content x are calculated and the results are consistent with experimental results. The calculated cohesive energies indicate that the increase in x value is accompanied by the decrease in the stability of Cr_23−xFe_xC₆. The thermodynamic properties of Cr₂₃C₆, such as the phonon density of states and vibrational entropy, as well as the bulk modulus of Cr_23−xFe_xC₆ are evaluated. The calculated results are in good agreement with experimental results. This work provides a simple and promising method for studying the properties of carbides with complex structures.     

MEAM Potential with Angular Dependence for TiAl

Daw and Baskes [1] presented the embeddedatom method as an improved empirical potentialto overcome the shortcomings of the pair-potentials, and it has been used in model fee metalswith considerable success [2]. However, it doesnot include the angular character of valenceelectron, whieh is now recognized to be driportant in bee transition metals and illtermetalliccompounds [3]. For instance, the attempt tomodel the LI, smictule of TiAl using an EAMpotelltial gives an incorrect equilibrium st…     

Electronic structures and properties of pure vanadium

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｏｄｅｓｉｇｎｎｅｗａｌｌｏｙｓｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙＸｉｅ，ｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｕｔｈｏｒｏｆｔｈｅｐａｐｅｒ，ｈａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｏｙｔｈｅｏｒｙｆｒａｍｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｇｉｖｅｄｉａｇｒａｍｓｏｆｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｌａｔｔｉｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｌｌｏｙｓｙｓｔｅｍｓａｓｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏ…     

Phase stability and site preference of the disordered TbCu7-type compound PrCo7−xTx (T = Ti, Zr, Hf, Cu)

The phase stability, lattice constants and site preference of the disordered TbCu₇-type rare-earth intermetallic compound PrCo_7−xT_x (T = Ti, Zr, Hf, Cu) are studied via interatomic pair potentials based on Chen's lattice inversion method. The results show that the ternary element T (T = Ti, Zr, Hf) can decrease the internal energy and stabilize the PrCo₇ structure. The calculations also show that the T atoms preferentially occupy the 2e sites. The calculated lattice parameters and site preference are in agreement with the experimental data. The results indicate that the interatomic pair potentials are valid for studying some structural properties of the disordered intermetallics.     

Electronic structure and physical property of TiAl

lINTRODUCTIONInrecentyearslthePau1ing'svaIenceb0nd(VB)the0ryhasmadeagreatprogressinChi-m.First,YtidevelopedthePauling'svalencebondtheoryandestablishedtheEETtheory[']landthenbasedontheenergy-b0ndthe0ryandEETtheory,Xieproducedtheone-atom-statetheory['1(OAtheory)ofpuremetalswiththeunityof"shape"and"energy"andthendevel-opedthecentralat0msmodelinthestatisticthermodynamicsandbuiltthecharacteristiccrys-talthe0ry(CCtheory)[31.NowtheOAtheoryhasmadeanewprogressandcanbeappliedto-intermetallic…