Li-Al合金的结构与性能研究

发布时间：2024-07-02 01:59

　　压力、温度和化学组分都可以作为改变材料的物理和化学状态的基本参数,其中高压是寻找新型功能材料或探索已知物质的新形态的重要技术手段之一。这是因为高压可以提供数倍于常压的物质形态。在高压作用下,物质可以通过两种方式实现转变,一种是压力使得物质内部的原子间距减小、轨道重叠而发生相变。另一种是压力可以降低物质的化学反应势垒,使得原本常压不会发生化学反应的物质形成新物质。Li-Al合金具有比重轻、密度低和力学性能优良的特点,在航空航天领域具有重要的应用前景。此前关于Li-Al体系的相关研究主要集中于已有材料的改性方面,关于其高压结构的研究还未见报道。本论文采用基于粒子群优化算法的CALYPSO软件包并结合第一性原理计算方法,对Li_xAl(x=1,2,3)化合物在0-100GPa压强区间内的结构和物理性质进行深入系统地研究,取得成果如下:1.研究发现LiAl常压下的最稳定结构Fd-3m相,与已有报道相一致。全新的正交Pnma相,其能量上与Fd-3m在低压下非常接近,且动力学稳定。当压强P=26.8GPa时,LiAl相变到Pm-3m相,LiAl体系中所有的结构都是热动力学稳定的...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 高压下材料结构和性质研究的意义
    1.2 晶体结构预测方法
    1.3 本文选题目的及意义
    1.4 国内外研究现状
    1.5 本论文的主要内容
第2章 理论基础
    2.1 绝热近似简介
    2.2 单电子近似简介
    2.3 密度泛函理论(DFT)简介
        2.3.1 Hohenberg-Kohn定理简介
        2.3.2 Kohn-Sham方程
        2.3.3 周期性边界条件
        2.3.4 布洛赫定理
        2.3.5 局域密度近似与广义梯度近似
第3章 第一性原理计算方法和相关计算资源
    3.1 基于密度泛函理论的第一性原理计算方法
    3.2 本论文使用的计算资源和相关软件简介
        3.2.1 硬件计算资源与设备简介
        3.2.2 相关软件简介
第4章 Li-Al合金的结构与性能研究
    4.1 研究背景
    4.2 计算细节与方法
    4.3 LiAl的结构与性质研究
    4.4 Li₂Al的结构与性质研究
    4.5 Li₃Al的结构与性质研究
第5章 结论
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果



本文编号：3999519