Fe基合金結(jié)構(gòu)與性能的第一原理計算.pdf

1、隨著技術(shù)發(fā)展對高性能材料的需求，人們對材料性能的研究越來越重視。利用計算機模擬和計算可以預(yù)測材料的物理性質(zhì)并有效指導(dǎo)相關(guān)材料的制備。基于密度泛函理論的第一原理計算同分子動力學(xué)相結(jié)合，在材料設(shè)計、合成、性能模擬等多方面有許多突破性的進(jìn)展，已經(jīng)成為計算材料科學(xué)的重要基礎(chǔ)和重要方法。本文將用基于密度泛函理論的第一原理對以下合金的熱力學(xué)及力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行計算。
　　 首先，高溫結(jié)構(gòu)材料FeAl基金屬間化合物，具有優(yōu)良的力學(xué)性能。本文用第一原

2、理對Fe—Al二元合金中相關(guān)金屬間化合物的形成焓和彈性常數(shù)，體積模量、剪切模量、楊氏模量、泊松比、德拜溫度等熱力學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了計算。計算結(jié)果與已有的實驗結(jié)果和理論計算結(jié)果基本相符。
　　 其次，由于FeZr納米晶是優(yōu)良的軟磁合金材料，表現(xiàn)巨磁阻效應(yīng)，其單一結(jié)構(gòu)材料和非晶合金是重要磁性材料和超導(dǎo)材料。本文重點計算了Fe—Zr二元合金中金屬間化合物的形成焓和彈性常數(shù)，體積模量、剪切模量、楊氏模量、泊松比、德拜溫度等熱力學(xué)性質(zhì)

3、和力學(xué)性質(zhì)。
　　 最后本文用第一原理計算了Fe—Al基三元合金Fe3AlX(X=C和B，N)的磁性能、電子結(jié)構(gòu)、彈性常數(shù)以及體積模量、剪切模量、楊氏模量、泊松比、德拜溫度等。計算結(jié)果顯示Fe3AlC和Fe3AlB的基態(tài)是鐵磁態(tài)，而Fe3AlN的基態(tài)是順磁態(tài)。使用LDA計算的總能普遍要低于用GGA計算的結(jié)果。使用GGA計算的Fe3AlC的晶格常數(shù)與實驗值符合得很好。計算得到的彈性常數(shù)和體積模量也和其他理論值相符。Fe3AlX(X