Ti、Nb和Ti-Nb合金EAM势的开发及应用

发布时间：2020-12-21 03:32

　　钛基合金作为目前研发热门的金属材料之一,由于其优异的结构性能,具有非常广阔的应用前景。钛铌合金材料在航空航天领域,生物医学工程领域和船舶舰艇制造工程中应用越来越广泛,同时在其他领域也存在着巨大的应用前景。应用领域决定了钛合金需要长期服役于苛刻的工作环境中,这对材料性能要求较高。为了解材料使役过程中的失效机制,引入组织和缺陷相关的原子模拟是非常重要的。而原子间势正是原子尺度模拟的关键。近年来虽然势函数开发工作取得了较多的成果,但用于大尺度材料模拟且计算精度高的较少,特别是在层错等材料变形机制方面很难精确再现。本工作在这方面做了很大的努力,目的是开发可以提高材料分子动力学模拟精度的原子间势。基于EAM的框架,本文开发了Ti、Nb和Ti-Nb合金的原子间势,提出了新的函数形式以及新的截断函数。势参数拟合是通过均方差最小法再现平衡晶格常数、结合能、弹性常数、未弛豫空位形成能等物理性质来确定。在这些物理性质的基础上又加入第一原理计算合金单方向拉伸数据用来拟合合金势参数。同时运用第一原理对Ti、Nb和Ti-Nb合金材料相应的性能计算,为势函数提供相应物理性质的理论数据参考。作为原子间势的检验与应用... 

【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

机器学习法流程图

Ti和Nb电子密度曲线

Ti,Nb和Ti-Nb合金对相互作用势曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]Cr含量对Ti-Nb-Cr合金抗腐蚀性影响的电子结构计算[J]. 程超,王逊,孙嘉兴,曹超铭,马云莉,刘艳侠.  物理学报. 2018(19)
[2]Nb含量及相组成对Ti-Nb二元合金腐蚀性能的影响[J]. 林建国,罗联.  湘潭大学自然科学学报. 2009(01)
[3]Ti-Nb合金β结构稳定性和弹性性质[J]. 姚强,邢辉,郭文渊,孙坚.  中国有色金属学报. 2008(01)
[4]植入用Ti-Nb合金弹性模量及力学性能与显微组织的研究[J]. 谢华生,刘时兵,苏贵桥,李荣德.  铸造. 2005(04)
[5]离子晶体和金属晶体的Born-Mayer势参数研究[J]. 何绍奎,杨向东,李德华.  四川师范大学学报(自然科学版). 2003(01)

硕士论文
[1]Zr2Si与Zr1-xNbx电子及弹性性质的第一性原理研究[D]. 黄筱淳.燕山大学 2013
[2]Ti-Nb高温记忆合金的形状记忆效应和组织结构研究[D]. 孙斌.哈尔滨工业大学 2013
[3]Ti-Si-N类超硬表面的结构和力学性能的第一性原理计算[D]. 张亮.内蒙古科技大学 2009
[4]TiNb记忆合金的显微组织、力学性能与腐蚀行为[D]. 王彦波.哈尔滨工程大学 2006



本文编号：2929106