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铝基二元金属间化合物热力学性质及点缺陷的研究

刘彦平  
【摘要】:利用金属元素的物理性质,运用最近导出的普适分析型嵌入原子模型[general analytic embedded atom method(GAEAM)],计算了Fe、Ni、Ti、Al和Ba四种元素的表面能、体积模量、结构稳定性、空位形成能等物理性质和Fe-Al、Ni-Al、Ti-Al三个合金系中5个有序结构金属间化合物相的物理特性和点缺陷,得出了以下主要结论: 1.综合分析各种EAM模型的优缺点,在Johnson分析型EAM模型的基础上,提出一种普适分析型EAM理论(GAEAM)。此模型通过拟合元素的晶格常数、结合能、单空位形成能、弹性模量和Rose方程,可描述BCC、FCC和HCP结构元素和由不同结构金属所形成的金属间化合物的物理性质。 2.利用GAEAM模型计算了Fe、Ni、Ti和Al四种元素的表面能、弹性常数、结构稳定性、空位形成能等物理性质,计算结果与实验结果符合较好。 3.利用GAEAM模型计算了金属间化合物的物理性质。计算了这些有序结构晶体的晶格常数、合金结合能和弹性常数。计算结果和实验结果和其它理论结果符合较好。 4.利用GAEAM模型计算了这些有序合金的空位和反空位形成能。计算结果表明当FeAl、Fe_3Al、NiAl、Ni_3Al和TiAl有序合金偏离理想化学配比成分时出现的结构缺陷类型为,分别在各子晶格中出现反位置缺陷,与实验结果和其它理论结果相符合,其中NiAl的缺陷类 广西人学硕十论文 型与某些理论结果有所不同。 5.本文利用GAEAM模型计算了Fe和Ba两种元素的表面形成能、弹 性常数、结构稳定性等物理性质和Fe一Ba二元合金的形成烩,其中 本文对Ba的弹性常数,声子谱等热力学性质进行了计算和预测。


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