單晶金屬鋯相變及力學性質(zhì)研究.pdf

1、高性能集群是計算機科學的一個分支，以解決復雜的科學計算或數(shù)值計算問題為目的，是由多臺服務(wù)器構(gòu)成的一種松散耦合的計算節(jié)點集合。隨著科學技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展，高性能計算逐漸成為科學研究所必須的輔助工具，由于高性能集群得到了迅猛的發(fā)展，使得鋯金屬的模擬研究也提高到了一種全新的階段。本文研究內(nèi)容是納米單晶金屬鋯在高溫高壓下的相變結(jié)構(gòu)，在單軸拉伸加載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，及在不同壓力下的彈性常數(shù)和熱力學參量等。
　　本文應(yīng)用分子動力學模擬了不同結(jié)構(gòu)

2、的單晶鋯樣品。采用的 F--S勢是Finnis and Sinclair提出的關(guān)于過渡金屬的多體勢模型。通過分子動力學模擬方法（Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator），對三種不同結(jié)構(gòu)的單晶金屬鋯樣品進行模擬計算。
　　本文首先研究了單晶金屬鋯的高壓結(jié)構(gòu)相變和高溫結(jié)構(gòu)相變，研究結(jié)果顯示初始 hcp結(jié)構(gòu)單晶鋯在加壓到0.2GPa時，體系結(jié)構(gòu)發(fā)生相變，由 hc

3、p結(jié)構(gòu)（α相）轉(zhuǎn)變成特殊六角結(jié)構(gòu)（ω相）。對樣品加溫，研究結(jié)果顯示在加溫到1161K時，初始 hcp結(jié)構(gòu)（α相）相變到 bcc結(jié)構(gòu)（β相），從而得到相變溫度為1161K，繼續(xù)對體系加溫到1569K時，bcc結(jié)構(gòu)的單晶樣品開始熔化，得到熱力學熔點為1569K，與實驗值基本吻合。接著研究了單晶鋯單軸拉伸加載下的力學性質(zhì)，研究了沿不同晶向和不同溫度下的屈服強度和能量的變化，結(jié)果顯示在不同晶向拉伸加載下，屈服強度不同；對樣品加溫發(fā)現(xiàn)，隨溫度的升