作為改變物質狀態(tài)的基本參數(shù)之一,壓力可以像溫度一樣使材料的結構和性質發(fā)生變化,從而使之發(fā)生相變。高壓相變的研究不僅可以揭示物質在高壓下的許多特殊行為,而且還為高壓合成提供重要的理論與實驗依據(jù)。因而高壓相變成為探索新物質一個不可或缺的維度。作為高溫高壓體系,地核一直備受關注,它的主要構成為Fe元素,其中含有少量的其它金屬元素如:Co、Ni等,并且還有少量的輕元素如:S、Si、O等。這些元素及其組成合金在如此極端條件下,其結構與性質必然不同于常溫常壓。雖然有較多的實驗對此進行了研究,由于實驗條件的不足,導致各元素詳細的高壓相圖并沒有繪出,及其結構穩(wěn)定性也還沒有確定。因此,利用計算模擬的方法研究地核組成物質的高壓相變是非常有必要的。本研究采用基于密度泛函理論（DFT）的第一性原理方法對地核組成元素（Fe、Co、Ni和Si）在高溫高壓下的結構相變、熱力學性質、彈性性質以及溫度-壓力（P-T）相圖進行較為系統(tǒng)和詳盡的研究,同時對不同成分的Fe-X（X:Ni,Si）二元合金在地核極端條件下從晶格動力學、力學和熱力學穩(wěn)定性三個角度對其晶體結構進行預測。主要的研究內容如下:（1）通過密度泛函理論的第一... 

【文章來源】：廈門大學福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?（ａ）地球結構模型圖；（ｂ）地球內部示意靜３３］??Ｆｉｇ．?１．２?（ａ）?Ｔｈｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?Ｅａｒｔｈ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；?（ｂ）?Ｅａｒｔｈ＇ｓ?ｉｎｔｅｒｉｏｒ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ［３３］??

動態(tài)超高各類爆轟裝置、１叫內達沖擊壓恥內達１３〇〇Ｋ??壓技術?壓縮空氣炮?５００?ＧＰａ??面頂壓機是國內使用最廣泛的大腔體壓機，如圖１．４所示為六面頂大壓機示意圖。??這種壓機具有自對中性強、造價低、易操作、設計精密、加熱重復好和操作時間??靈活等優(yōu)點，但是由于接觸面積大，產(chǎn)生的壓力遠低于ＤＡＣ，只可產(chǎn)生５０ＧＰａ的??壓力，可使用的高溫環(huán)境約為４０００Ｋ，所以大壓機一般用于高壓材料的合成，如??金剛石和立方氮化硼等超硬材料的合成，和模擬地殼地｜贈環(huán)境屮各類巖石反應。??至于水熱休系高溫高壓技術和巖力學卨壓實驗技術，這叫＃足訕過島Ｈｉ釜或）丨、：??－??圖１．３ＤＡＣ示意圖?圖１．４六面頂壓機：（ａ）實體圖，（ｂ）示意圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ＤＡＣ?Ｆｉｇ．?１．４?（ａ）?Ｅｎｔｉｔｙ?ｐｉｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?（ｂ）?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｔｈｅ??ｈｅｘａ－ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?ｐｒｅｓｓ??７??

圖３．１．１?Ｆｅ的三種晶體結構示意圖??Ｆｉｇ．?３．１?Ｔｈｒｅｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｉｒｏｎ??應力的收斂標準為１０＿６ｅＶ／Ａ和１０＿３ｅＶ／Ａ。??聲子譜的計算采用線性響應（ＤＦＰＴ）方法［７］，所用軟件包為ＰＨＯＮＯＰＹ［８］，??力常數(shù)的計算采用ＶＡＳＰＫＭ。為了得到更加精確的結果，本研究分別對ｂｃｃ、ｆｅｅ??和ｈｅｐ結構建立了?３ｘ３?ｘ?３、２?ｘ?２?ｘ?２和３ｘ３?ｘ?３的超晶胞，這三種結構的超晶胞??分別含有５４、３２和５４個原子。聲子譜計算過程中的總能和最大內應力的收斂標??準為１０－８ｅＶ／Ａ和１０＿３ｅＶ／Ａ。Ｐ－ｒ相圖的繪制采用ＰＨＡＳＥＧＯ程序包［９］??在本小節(jié)計算中，熔點的計算采用了基于彈性常數(shù)的公式法和分子動力學兩??種方法。基于兩相模型分子動力學的計算采用ＬＡＭＭＰＳ軟件包Ｉ％。本研宄利用??Ｚｈｏｕ等人提出的鑲嵌原子模型（ＥＡＭ）ｔｍ來描述Ｆｅ原子之間的相互作用，基于??＇｜２１３


本文編號：2982780