Al及B2-FeAl擴散性質的EAM理論研究.pdf

1、自從Daw和Baskes提出了EAM理論以來，對材料計算的研究和發(fā)展有著很大的促進。它包含了原子間的多體相互作用因而合理地描述了原子間的相互作用勢，不僅可以準確的計算材料的結構穩(wěn)定性、聲子譜、態(tài)密度、點缺陷、擴散和形成焓等熱力學性能，還可以計算材料的表面和晶界性能例如表面能量和結構、表面弛豫、晶界結構等等。能否合理和成功地描述純元素的基本性能是對一個原子模型理論最基本的檢驗，因此嵌入原子理論最先用來對純元素的相關性質進行計算，而合金中原

2、子的相互作用勢是嵌入原子理論最重要的應用領域，不僅可以檢驗建立的嵌入原子勢的適用性，還可預測許多實驗無法得到的微觀信息。
　　 FeAl金屬間化合物具有良好的抗氧化性、抗硫化作用及高溫性能，且材料的來源十分豐富價格便宜，是一種良好的中高溫結構材料。本文采用的就是EAM理論對純Al的表面性質和B2-FeAl的點缺陷和擴散性質進行了系統(tǒng)的研究。
　　 首先，本文給出了Fe-Al金屬間化合物的EAM理論模型，并對純Al和B2-

3、FeAl的晶格常數(shù)、體積模量和彈性常數(shù)進行了計算，其結果與他人的實驗和計算結果符合，說明這種模型是合理的。
　　 其次，本文采用該模型計算了純Al的表面能、表面弛豫及表面自擴散性質，研究結果表明:(111)面最緊密，其表面能最小;表面弛豫與面密度相關，面密度越小表面弛豫越大;空位在表面的自擴散比在塊體中擴散容易。
　　 最后，本文還用該模型計算了B2-FeAl的點缺陷及擴散性質，研究結果表明:四種點缺陷的形成能與第一原理