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稀土二元合金的热力学性质的研究

作　者: 陶小马
导　师: 欧阳义芳
学　校: 广西大学
专　业: 理论物理
关键词: GAEAM理论稀土弹性常数表面能双空位结合能稀溶解热形成焓声子色散关系
分类号: TG113
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

随着计算机技术的不断进步，计算方法的不断改进，基于原子层次的模拟计算越来越受到重视。嵌入原子理论(EAM(embedded atom method))就是基于原子层次的一种有效的模拟方法，这一理论已经在材料领域中得到广泛的应用。本文是在Johnson分析型EAM理论的框架中，综合考虑了以前所有的EAM理论模型的优缺点的基础上，提出了一种更加普适的分析型EAM理论(GAEAM(general analytic embedded atom method))。在该模型中通过拟合晶格常数、结合能、单空位形成能、体积模量等物理性能参数以及Rose方程，从而避免了稀土元素中有8个没有弹性常数的元素不能被EAM理论描述的现象。所以本文中所提出的GAEAM模型大大扩展了原EAM模型的应用研究领域，可以对具有BCC、FCC、HCP和Diamond结构的元素进行描述和预测。本文用GAEAM理论重点计算了稀土元素、铁、铝和钇等18个元素的弹性常数、双窄位结合能、结构稳定性、表面能等，以及他们组成二元合金系统时的稀溶解热和二元无序合金系统的形成焓，还有铁、铝、铕、铈和镱的声子色散关系。计算结果表明：一、对于弹性常数，本文的计算值和实验值有一定的差别，但是趋势是正确的。对于表面能，本文的计算值比实验值普遍偏低，大概为实验值的70％左右。本文计算的结构能量差，能够正确地预测元素的结构。对于双空位结合能的计算值也是合理的。二、对于二元合金的稀溶解热，因为没有实验数据以及其他作者的计算值和本文的计算值进行比较，而本文的计算值和已有的二元合金相厂西人学硕l:论文图所显示信息的比较是合理的。对于无序二元合金系统的形成焙，除了Al一Ce和AI一Yb两个系统外，其他的结果是合理的。三、对于铁、铝、铺、饰和镜的声子色散关系的计算表明，本文的计算值普遍偏低，这可能是由于没有拟合弹性常数的缘故。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 引言  9-10
  1.2 EAM模型的发展概况  10-11
  1.3 EAM模型在稀土金属和合金中的应用  11
  1.4 本研究工作的目的和意义  11-12
  1.5 本研究工作的具体内容  12-13
  参考文献  13-15
第二章 GAEAM模型的建立  15-21
  2.1 引言  15
  2.2 Daw和Baskes的EAM模型简介  15-16
  2.3 Johnson的分析型EAM模型简介  16-17
  2.4 本文中的GAEAM模型的建立  17-18
  2.5 BCC、FCC和HCP结构元素的模型参数的确定  18
  2.6 小结  18-19
  参考文献  19-21
第三章 Fe和Eu的嵌入原子模型  21-27
  3.1 引言  21
  3.2 嵌入原子理论  21
  3.3 嵌入原子模型及参数的确定  21-22
  3.4 结果和讨论  22-23
  3.5 结论  23-24
  参考文献  24-27
第四章 Ce、Yb和Al的嵌入原子模型  27-36
  4.1 引言  27
  4.2 嵌入原子理论  27
  4.3 嵌入原子模型及参数的确定  27-28
  4.4 结果和讨论  28-30
  4.5 结论  30-31
  参考文献  31-36
第五章 Y和La系元素的嵌入原子模型  36-49
  5.1 引言  36
  5.2 嵌入原子理论  36-37
  5.3 嵌入原子模型及参数的确定  37-38
  5.4 结果和讨论  38-42
  5.5 结论  42-43
  参考文献  43-49
第六章 La系元素的嵌入原子模型  49-63
  6.1 引言  49
  6.2 嵌入原子理论  49-50
  6.3 嵌入原子模型及参数的确定  50-51
  6.4 结果和讨论  51-54
  6.5 结论  54-55
  参考文献  55-63
第七章总结与展望  63-64
  7.1 总结  63
  7.2 展望  63-64
致谢  64-65
攻读硕士期间发表的与本课题有关的论文  65

稀土二元合金的热力学性质的研究

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