金屬釩及鉛錫合金的晶格結(jié)構(gòu)與熱力學性質(zhì)的第一性原理研究.pdf

1、基于第一性原理的密度泛函理論(DFT)以及密度泛函微擾理論(DPFT)方法，相互關(guān)聯(lián)勢采用一般梯度近似(GGA)，優(yōu)化計算了金屬釩(V)的晶格結(jié)構(gòu)，能量，電子能帶以及態(tài)密度，聲子色散結(jié)構(gòu)以及態(tài)密度。然后利用所計算得到的聲子態(tài)密度，得到了釩在標準條件下(298.5K，latm)熱熔、熵、彈性模量、格林艾森參數(shù)以及熱膨脹系數(shù)，其結(jié)果與實驗結(jié)果進行對照，符合較好。
　　利用晶格結(jié)構(gòu)和能量的關(guān)系，在分析了固-液相變的機理后，直接導出在0～

2、40GPa壓強下的熔化溫度Tm，并與實驗結(jié)果進行對照，其在常壓下其結(jié)果明顯優(yōu)于分子動力學模擬方法。
　　同時利用晶格結(jié)構(gòu)和能量以及聲子色散的關(guān)系，研究了金屬釩在不同壓強下的晶格相變問題。首先，通過在不同壓強下晶格結(jié)構(gòu)和能量的變化關(guān)系得知，當壓強在130GPa時體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)所對的晶格能量不是最小值，此時認為發(fā)生相變，即由體心立方結(jié)構(gòu)BCC變?yōu)樾狈浇Y(jié)構(gòu)。但在320GPa時，相變消失，恢復(fù)其原來的體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)。其次，

3、為了驗證上述金屬釩相變的結(jié)果，利用不同壓強下的聲子色散關(guān)系得知，當壓強為70GPa時金屬釩的橫向聲子能帶開始軟化，導致力學性質(zhì)的不穩(wěn)定，即開始發(fā)生相變。80GPa時變?yōu)樨摰?，但壓強一直加?00GPa時卻還沒出現(xiàn)橫向聲子能帶的復(fù)原，所以認為橫向聲子模的復(fù)原應(yīng)該大于500GPa，也就是從斜方結(jié)構(gòu)變?yōu)轶w心結(jié)構(gòu)的壓強高于500GPa，與文獻的計算結(jié)果進行了比較。
　　基于第一性原理的密度泛函理論(DFT)以及密度泛函微擾理論(DPFT)