铝、铁高压相变的分子动力学模拟
随着计算机的快速发展，计算机模拟技术可以获得许多实验上难以获取的材料微观结构方面的重要信息，并越来越受到大家的关注。它的发展对理论和实验的发展都可以起到推动作用。而铝和铁在日常生活和工业国防中都被广泛应用，研究它们的高压相变具有重要意义。
本文采用分子动力学方法分析研究单晶铝、单晶铁在高速率等变形压加载条件下的结构相变情况，主要是讨论它们在等变形压加载下的相变规律与相变机制。我们分析了样品在加载过程压力、温度随应变的变化规律，并采用键对分析方法、径向分布函数等方法，分析晶体相变过程中微观结构的演化与新相的形成特点等。
等变形压加载下单晶铝相变的模拟结果揭示了，当金属铝在加压到270Gpa左右，体积缩小至0.55V0时，其结构将由面心立方结构转变为体心立方结构，这一模拟计算的结果与第一原理计算的结果大致符合吻合的较好。在相变完成后，bcc相的晶界界面以3个界面为主，它们是(011)，(101)和(-110)界面。
等变形压加载下单晶铁相变的模拟结果揭示了铁在该条件下发生相变的临界压力值约为28.5GPa;样品在不同应变下压力的变化趋势相似，即弛豫初期压力都会出现突变，弛豫过程中下降到某个值后达到平衡，且平衡压力随应变的增大而增大;随着应变的增大，样品开始产生相变所需的时间越来越短;随应变的增大，hcp相的原子数减少，而fcc相的原子可以达到40％，当应变到了0.1694的时候，fcc相的质量分数超过了hcp相的质量分数，这说明了相邻原子层间发生了滑移。本文的研究结果为从微观上深入研究铝、铁的相变特性提供了重要依据。
分子动力学;晶体相变;变化规律;微观结构;等变形压加载
山西大学
硕士
理论物理
梁九卿
2013
中文
O521.23;O614.31;O614.811
57
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）