钨铜、钨钼合金高温高压性质的第一性原理研究

发布时间：2017-09-05 13:23

  本文关键词：钨铜、钨钼合金高温高压性质的第一性原理研究

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【摘要】：钨(W)基合金,由于其拥有高熔点、高密度、低热膨胀系数、良好的导电性和导热性以及超强的耐腐蚀性能,广泛应用于国防工业中。选择了国防工业中重要的CuW和MoW合金,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了CuW合金和无序固溶相MoW合金的晶体结构、电子结构、力学性质和热力学性质,为两种合金的应用提供了理论依据,所得主要结论如下：一、通过对CuW合金三种典型比例基态和高温、高压条件下晶体结构、弹性性质和声子色散关系等的计算表明,Cu3W在基态及高压条件下都属于不稳定相,而CuW和CuW3是稳定结构；采用准谐德拜模型和准简谐近似模型研究了合金热力学性质,对比了两种方法得到的等体热容Cv,发现准简谐近似在低温(T400K)条件下计算的更加准确,高温条件下两种方法的计算结果都趋近于Dulong-Petit极限。二、采用第一性原理声子计算方法和准简谐近似模型研究了无序固溶相MoW合金的晶体结构、力学性质和热力学性质,并且为了深入研究无序固溶体的结构问题,采用16个原子的特殊准随机结构(Special Quasirandom Structures, SQS)模型,模拟得到MoW合金的内部结构。通过弹性性质的计算,分析不同比例下的MoW合金的力学稳定性,进而分析了弹性波速和德拜温度随合金中Mo原子比例的升高呈增大的变化趋势。最后,基于声子色散关系,研究了各比例下MoW合金的吉布斯自由能、焓以及等体热容等性质。
【关键词】：钨铜合金 钨钼合金 电子结构 弹性常数 热力学性质
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.411
【目录】：

• 学位论文数据集4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 符号说明13-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 钨铜合金研究现状及意义14-15
• 1.1.1 钨铜合金研究现状及意义概述14-15
• 1.1.2 本文研究内容概述15
• 1.2 钼钨合金的研究现状及意义15-18
• 1.2.1 钼钨合金研究现状及意义概述15-17
• 1.2.2 本文研究内容概述17-18
• 第二章 计算方法18-34
• 2.1 第一性原理计算方法介绍18
• 2.2 基于密度泛函理论的第一性原理计算方法的基本原理18-19
• 2.2.1 绝热近似18-19
• 2.2.2 Hartree-Fock轨道近似19
• 2.3 密度泛函(DFT)19-22
• 2.3.1 Hohenberg-Kohn定理20
• 2.3.2 Kohn-Sham方程20-21
• 2.3.3 交换关联势21-22
• 2.4 赝势平面波法22
• 2.5 弹性性质22-27
• 2.6 热力学性质27-29
• 2.6.1 准谐德拜模型27-29
• 2.6.2 准简谐近似29
• 2.7 特殊准随机结构模型29-34
• 2.7.1 特殊准随机结构模型简介29-30
• 2.7.2 特殊准随机结构方法介绍30-34
• 第三章 铜钨合金高温高压性质的第一性原理研究34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 计算方法34-36
• 3.3 结果与讨论36-46
• 3.3.1 基态结构与弹性性质36-38
• 3.3.2 高压下合金的电子结构38-39
• 3.3.3 合金的高压热力学性质39-46
• 3.4 结论46-48
• 第四章 钼钨合金的第一性原理研究48-58
• 4.1 引言48
• 4.2 计算方法48-49
• 4.3 结果与讨论49-57
• 4.3.1 晶体结构49-50
• 4.3.2 电子结构50-51
• 4.3.3 弹性性质51-54
• 4.3.4 声子及热力学性质54-57
• 4.4 结论57-58
• 第五章 结论58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 研究成果及发表的学术论文65-66
• 导师简介66
• 作者简介66-67
• 附件67-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李民;程玉贤;;航空发动机用高温防护涂层研究进展[J];中国表面工程;2012年01期

2 姚惠龙;林涛;罗骥;刘祥庆;郭志猛;;化学共沉淀法制备钨铜合金[J];稀有金属材料与工程;2009年02期

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本文编号：798224