Al基准晶相关体系热导率的分子动力学研究

发布时间：2017-10-29 16:17

  本文关键词：Al基准晶相关体系热导率的分子动力学研究

  更多相关文章： 分子动力学 准晶 热导率 尺寸效应 温度效应

【摘要】：准晶材料作为一种新兴材料已表现出许多优异的性能,如热传导特性。与普通的金属材料相比,准晶的热导率相对较低,在室温下准晶的热导率要比普通的铝合金低两个数量级,可以与常见的隔热材料ZrO2相媲美。大量稳定和亚稳的准晶存在于二元和三元Al基合金体系中,因此引起了人们很大的兴趣。本文利用分子动力学来模拟研究Al基准晶相关体系热导率的尺寸效应和温度效应。首先,利用平衡态分子动力学的方法来研究Al-Fe的tI6和oF24两结构的热导率。模拟结果表明,tI6和oF24两结构的热导率随超胞尺寸的增加而增加,随后趋于稳定;当温度由100 K到1000 K变化时,tI6结构的热导率随温度的增加而降低。其次,研究了笼形结构Al-Ir的热导率,oP60结构的热导率随超胞尺寸的增加而增加;温度在100 K到500 K变化时,随温度的升高,其热导率增加。最后,选用EAM势,采用平衡法,模拟研究了Al-Pd-Mn体系的几个准晶近似相的热导率的尺寸效应和温度效应。随超胞尺寸的增大,ξ′-Al56Pd17Mn3和ξ-Al57Pd16Mn3两结构热导率值最后收敛,且其热导率值均低于对应的未收敛的两结构ξ-Al56Pd17Mn3和ξ′-Al57Pd16Mn3的热导率值。因此,ξ′-Al56Pd17Mn3和ξ-Al57Pd16Mn3两结构更有望成为优异的热电材料。随温度的增加,ξ′-Al56Pd17Mn3的热导率略有下降的趋势,ξ-Al57Pd16Mn3的热导率无明显变化。
【关键词】：分子动力学 准晶 热导率 尺寸效应 温度效应
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 准晶与Al基准晶材料9-10
• 1.1.1 准晶的发现9-10
• 1.1.2 Al基准晶材料10
• 1.2 热电材料简介10-16
• 1.2.1 热电材料的原理11-15
• 1.2.2 热电材料的研究现状15-16
• 1.2.3 准晶体的热电研究16
• 1.3 Al基金属间化合物与准晶近似相16-19
• 1.3.1 Al基金属间化合物16-18
• 1.3.2 Al基准晶近似相18-19
• 第2章 理论方法及软件介绍19-30
• 2.1 分子动力学理论及模拟方法19-29
• 2.1.1 分子动力学简介19
• 2.1.2 分子动力学模拟的基本思想与步骤19-20
• 2.1.3 势函数20-23
• 2.1.4 系综23-24
• 2.1.5 边界条件24-26
• 2.1.6 热导率的计算26-29
• 2.2 LAMMPS软件介绍29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 Al-Fe热导率的分子动力学研究30-36
• 3.1 引言30
• 3.2 模型构建与计算方法30-32
• 3.2.1 模型构建30-31
• 3.2.2 计算方法31-32
• 3.3 结果与讨论32-35
• 3.3.1 尺寸效应32-34
• 3.3.2 温度效应34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 Al-Ir热导率的分子动力学研究36-43
• 4.1 引言36
• 4.2 模型构建和计算方法36-40
• 4.2.1 模型构建36-37
• 4.2.2 计算方法37-40
• 4.3 模拟结果与分析40-42
• 4.3.1 尺寸效应40-41
• 4.3.2 温度效应41-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第5章．Al-Pd-Mn热导率的分子动力学研究43-54
• 5.1 引言43-44
• 5.2 模型构建和计算方法44-48
• 5.2.1 模型构建44-46
• 5.2.2 计算方法和势函数46-48
• 5.3 结果与分析48-53
• 5.3.1 尺寸效应50-52
• 5.3.2 温度效应52-53
• 5.4 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-61
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果61-62
• 致谢62

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