壓力、溫度和化學組分都可以作為改變材料的物理和化學狀態(tài)的基本參數(shù),其中高壓是尋找新型功能材料或探索已知物質(zhì)的新形態(tài)的重要技術(shù)手段之一。這是因為高壓可以提供數(shù)倍于常壓的物質(zhì)形態(tài)。在高壓作用下,物質(zhì)可以通過兩種方式實現(xiàn)轉(zhuǎn)變,一種是壓力使得物質(zhì)內(nèi)部的原子間距減小、軌道重疊而發(fā)生相變。另一種是壓力可以降低物質(zhì)的化學反應勢壘,使得原本常壓不會發(fā)生化學反應的物質(zhì)形成新物質(zhì)。Li-Al合金具有比重輕、密度低和力學性能優(yōu)良的特點,在航空航天領(lǐng)域具有重要的應用前景。此前關(guān)于Li-Al體系的相關(guān)研究主要集中于已有材料的改性方面,關(guān)于其高壓結(jié)構(gòu)的研究還未見報道。本論文采用基于粒子群優(yōu)化算法的CALYPSO軟件包并結(jié)合第一性原理計算方法,對Li_xAl(x=1,2,3)化合物在0-100GPa壓強區(qū)間內(nèi)的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)進行深入系統(tǒng)地研究,取得成果如下:1.研究發(fā)現(xiàn)LiAl常壓下的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)Fd-3m相,與已有報道相一致。全新的正交Pnma相,其能量上與Fd-3m在低壓下非常接近,且動力學穩(wěn)定。當壓強P=26.8GPa時,LiAl相變到Pm-3m相,LiAl體系中所有的結(jié)構(gòu)都是熱動力學穩(wěn)定的...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 高壓下材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究的意義
    1.2 晶體結(jié)構(gòu)預測方法
    1.3 本文選題目的及意義
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文的主要內(nèi)容
第2章 理論基礎(chǔ)
    2.1 絕熱近似簡介
    2.2 單電子近似簡介
    2.3 密度泛函理論(DFT)簡介
        2.3.1 Hohenberg-Kohn定理簡介
        2.3.2 Kohn-Sham方程
        2.3.3 周期性邊界條件
        2.3.4 布洛赫定理
        2.3.5 局域密度近似與廣義梯度近似
第3章 第一性原理計算方法和相關(guān)計算資源
    3.1 基于密度泛函理論的第一性原理計算方法
    3.2 本論文使用的計算資源和相關(guān)軟件簡介
        3.2.1 硬件計算資源與設(shè)備簡介
        3.2.2 相關(guān)軟件簡介
第4章 Li-Al合金的結(jié)構(gòu)與性能研究
    4.1 研究背景
    4.2 計算細節(jié)與方法
    4.3 LiAl的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究
    4.4 Li₂Al的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究
    4.5 Li₃Al的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究
第5章 結(jié)論
參考文獻
致謝
作者簡介
攻讀碩士學位期間研究成果



本文編號：3999519