根據(jù)地球物理、地球化學(xué)和冶金學(xué)多方面的研究,確認(rèn)地核的主要成分是Fe,還含少量輕元素,例如O,S,Si。Si元素是否存在于內(nèi)地核是判斷早期原始地球的吸積環(huán)境的重要依據(jù),但是內(nèi)地核中Si的含量仍然存在爭議。為了進(jìn)一步探索內(nèi)地核中Si的含量,本文在呂梁高性能云計(jì)算中心平臺上,采用第一性原理計(jì)算的方法對Fe-3.24 wt%Si的狀態(tài)方程及聲速進(jìn)行研究。具體研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:一、構(gòu)建Fe-3.24 wt%Si的超晶胞。本文構(gòu)建了16原子、32原子、I-64原子、II-64原子的超晶胞,研究了不同的近似方法和有無自旋對優(yōu)化結(jié)構(gòu)的影響,發(fā)現(xiàn)采用廣義梯度近似（GGA）計(jì)算的II-64原子是最優(yōu)結(jié)構(gòu)。二、Fe-3.24 wt%Si的狀態(tài)方程的計(jì)算。采用GGA方法計(jì)算了II-64原子在0 K下的狀態(tài)方程,發(fā)現(xiàn)在壓強(qiáng)高于100 GPa時(shí)自旋對計(jì)算結(jié)果無影響,并且與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致;在低壓下考慮自旋計(jì)算的結(jié)果更接近于實(shí)驗(yàn)值。三、Fe-3.24 wt%Si聲速計(jì)算。通過彈性常數(shù)計(jì)算了II-64原子的縱波聲速、橫波聲速、體波聲速,發(fā)現(xiàn)其縱波聲速與實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果一致,滿足Birch定律。四、內(nèi)地核環(huán)境下Fe-3.... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)

地球內(nèi)部溫度隨深度的變化示意圖

Fe、Fe合金與PREM模型的壓力-密度對比圖


本文編號：2982302