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本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对KDP(001)晶面及三价金属Al、Cr、Fe掺杂KDP(001)晶面的拉伸、剪切应力-应变曲线进行了模拟研究,并对其理想强度、径向分布函数、电子态密度、电荷密度分布进行了分析。研究结果表明,Al、Cr、Fe掺杂KDP晶体后晶格常数只略微增大,掺杂后费米能级附近主要由掺杂元素的Al-3s、Cr-3d、Fe-3d电子轨道占据,且O-2p轨道向低能级移动,结构变稳定。三种掺杂体系沿[001]向和[100]向的拉伸、剪切弹性模量、理想强度均高于KDP晶体,而三种掺杂体系的[110]向剪切弹性模量、理想强度几乎不变。在[001]向拉伸应力作用下,理想及掺杂KDP晶体始终保持四方晶系结构不变。KDP晶体的态密度分布几乎不变,Al、Cr、Fe掺杂体系的O-2p轨道由低能级向高能级移动,结构变得不稳定。[100]向和[110]向剪切作用下,理想及掺杂体系均由四方晶系转化为单斜晶系。理想及Cr掺杂KDP晶体的态密度分布几乎不变,Al、Fe掺杂体系的O-2p轨道由高能级向低能级移动,结构变稳定。KDP晶体容易沿[110]向发生剪切变形。 相似文献
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为了准确地实现Ti-Si-N纳米复合薄膜生长过程动力学蒙特卡罗(KMC)仿真,采用简单原子之间的有效势拟合了第一性原理计算单粒子在TiN(001)表面的吸附作用和迁移行为.通过计算分别获得Ti、Si、N单粒子沉积在TiN(001)表面有效势的计算参数a、r0和u0.Ti、Si、N单粒子在TiN(001)表面吸附能和迁移激活能拟合相对误差均小于5%,Ti、Si、N单粒子在TiN(001)表面绕2N2Ti岛迁移激活能相对误差小于10%.对势Morse势可以描述简单键性的作用力,对于较复杂的键性其计算原子之间相互作用的准确度降低. 相似文献
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利用有限元软件ABAQUS研究一种新型复合板的力学性能,复合板由Al/TiN/TiSiN层合而成。在ABAQUS中建立瞬态动力学分析模型,即冲头冲击复合板模型,给冲头不同的速度,得到最大冲击力、冲头最大压深和冲击后的剩余速度,对比不同层数的复合板以及钢板、TiSiN、TiN受冲击的结果,验证其力学性能的优越性,其比模量由混合法则计算得到。结果表明:Al/TiN/TiSiN复合板比模量大且易于吸收载荷,其中软层Al主要吸收高频轻量的载荷,硬层主要抵挡低频重量的载荷。 相似文献
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为了深入了解Ti-Si-N纳米复合表面的力学性能,尝试采用有限元方法对纳米压痕测量的加一卸载过程进行了模拟.详细介绍了该三维有限元仿真过程的各个细节,包括对标准Berkovieh压头的建模和相关参数的确定,以及对Ti-Si-N表面模型边界条件、压头与表面接触方式和加一卸栽方式的处理.采用有限元的非线性算法对一个Ti-Si-N表面纳米压痕测量的实验曲线进行了拟合.通过有限元仿真得到了Ti-Si-N样品的屈服极限和应力-应变关系.该研究表明,采用有限元仿真与纳米压痕测量相结合是研究纳米复合表面非线性塑性性能的有效方式. 相似文献
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本文针对金刚石纳米线的结构与表面性能的关系,通过第一性原理计算,建立了不同形状和尺寸的金刚石纳米线模型,研究了尺寸稳定性和对氧原子的吸附性能。结果表明:金刚石纳米线(111)面在1~2原子层表面出现了重构,只有达到一定尺寸时才具有结构稳定性。纳米线整体具有良好的吸附性,但不同表面的吸附性能具有很大差异,纳米线的侧面吸附性要大于表面吸附性能。该研究为纳米金刚石在生物材料的应用提供重要的理论参考。 相似文献
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为了解VC薄膜生长过程,通过第一性原理方法,对C(和V)原子在VC晶体表面和晶体内部的迁移情况进行了计算。结果显示,C(和V)的单原子在VC晶体表面格点位置具有最低的系统能量,此时,C原子的活动性仍较强,其迁移激活能仅为0.08 eV,而V原子由稳定的格点位置迁移则有较大阻力,激活能为2.48 eV;在VC晶体内部,C和V原子在(111)层面内迁移的激活能分别为3.34和4.30 eV,层间激活能分别为2.93和3.64 eV,表明它们在晶内的迁移极为困难。结合此结果,对VC薄膜的制备参数进行了讨论。 相似文献