Nb金属原子间势的构建

发布时间：2023-06-03 02:37

　　由于铌与铌合金自身性能上的优势,使得铌与铌合金被广泛应用于医疗、超导、航空航天等领域。为了了解铌的更多性能,从微观层次探究是一种有效方法。分子动力学模拟恰恰是探究微观世界的有效手段之一,它是以牛顿力学为基础的一种热力学计算方法,现已被广泛应用到材料科学中。对分子动力学模拟的准确性产生较大影响的有两个方面,其一是数值算法,其二是势函数的准确性。本文将主要构建一个可靠的原子间相互作用势,来再现金属铌的相关物理性质。本文首先综述了原子间势的发展与原子间势的类型。接着本文在EAM模型的基础上构建了金属铌的原子间势,截断距离选取在第五六近邻之间。在根据Enrico Clementine和Carla Roetti第一原理计算电子波函数的结果,采用最小二乘法拟合出了本文构建的势函数中电子密度函数中的参数,在利用铌的晶格常数、结合能、空位形成能和弹性常数的实验值作为拟合数据,使用均方差最小方法拟合出了对势函数与嵌入能函数中的待定参数,以确定最终的原子间势函数表达式。本文还利用该原子间势函数计算了拟合数据、体积弹性模量和平均剪切模量的值,结果与实验值符合的很好。本文主要通过两方面验证了构建的原子间势函数...

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
引言
    0.1 Nb的简介
        0.1.1 Nb的背景与制备
        0.1.2 Nb的产量分布
        0.1.3 原子层次上Nb的研究进展
        0.1.4 Nb的应用
    0.2 Nb的研究意义及研究内容
第1章 原子间势概述
    1.1 对势模型
        1.1.1 Lennard-Jones势
        1.1.2 Morse势
        1.1.3 Born-Mayer势
    1.2 多体势模型
        1.2.1 准原子理论
        1.2.2 有效介质法
        1.2.3 嵌入原子势模型
        1.2.4 Finnis-Sinclair势模型
        1.2.5 修正分析嵌入原子势模型
        1.2.6 角度依赖势模型
第2章 构建金属Nb的EAM势
    2.1 Nb势函数的构建
    2.2 势函数的截断处理
    2.3 与势函数相关的物理量
        2.3.1 原子间势与弹性模量的关系
        2.3.2 原子间势与单空位形成能的关系
    2.4 原子间势拟合
    2.5 弹性常数
第3章 势函数的检验与应用
    3.1 E-r关系
    3.2 结构稳定性
    3.3 势函数的应用
        3.3.1 单空位形成能
        3.3.2 双空位形成能与双空位结合能
第4章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 讨论
    4.3 展望
致谢
参考文献



本文编号：3828499