本文關鍵詞：Al基準晶相關體系熱導率的分子動力學研究

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【摘要】：準晶材料作為一種新興材料已表現(xiàn)出許多優(yōu)異的性能,如熱傳導特性。與普通的金屬材料相比,準晶的熱導率相對較低,在室溫下準晶的熱導率要比普通的鋁合金低兩個數(shù)量級,可以與常見的隔熱材料ZrO2相媲美。大量穩(wěn)定和亞穩(wěn)的準晶存在于二元和三元Al基合金體系中,因此引起了人們很大的興趣。本文利用分子動力學來模擬研究Al基準晶相關體系熱導率的尺寸效應和溫度效應。首先,利用平衡態(tài)分子動力學的方法來研究Al-Fe的tI6和oF24兩結構的熱導率。模擬結果表明,tI6和oF24兩結構的熱導率隨超胞尺寸的增加而增加,隨后趨于穩(wěn)定;當溫度由100 K到1000 K變化時,tI6結構的熱導率隨溫度的增加而降低。其次,研究了籠形結構Al-Ir的熱導率,oP60結構的熱導率隨超胞尺寸的增加而增加;溫度在100 K到500 K變化時,隨溫度的升高,其熱導率增加。最后,選用EAM勢,采用平衡法,模擬研究了Al-Pd-Mn體系的幾個準晶近似相的熱導率的尺寸效應和溫度效應。隨超胞尺寸的增大,ξ′-Al56Pd17Mn3和ξ-Al57Pd16Mn3兩結構熱導率值最后收斂,且其熱導率值均低于對應的未收斂的兩結構ξ-Al56Pd17Mn3和ξ′-Al57Pd16Mn3的熱導率值。因此,ξ′-Al56Pd17Mn3和ξ-Al57Pd16Mn3兩結構更有望成為優(yōu)異的熱電材料。隨溫度的增加,ξ′-Al56Pd17Mn3的熱導率略有下降的趨勢,ξ-Al57Pd16Mn3的熱導率無明顯變化。
【關鍵詞】：分子動力學 準晶 熱導率 尺寸效應 溫度效應
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 準晶與Al基準晶材料9-10
• 1.1.1 準晶的發(fā)現(xiàn)9-10
• 1.1.2 Al基準晶材料10
• 1.2 熱電材料簡介10-16
• 1.2.1 熱電材料的原理11-15
• 1.2.2 熱電材料的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 準晶體的熱電研究16
• 1.3 Al基金屬間化合物與準晶近似相16-19
• 1.3.1 Al基金屬間化合物16-18
• 1.3.2 Al基準晶近似相18-19
• 第2章 理論方法及軟件介紹19-30
• 2.1 分子動力學理論及模擬方法19-29
• 2.1.1 分子動力學簡介19
• 2.1.2 分子動力學模擬的基本思想與步驟19-20
• 2.1.3 勢函數(shù)20-23
• 2.1.4 系綜23-24
• 2.1.5 邊界條件24-26
• 2.1.6 熱導率的計算26-29
• 2.2 LAMMPS軟件介紹29
• 2.3 本章小結29-30
• 第3章 Al-Fe熱導率的分子動力學研究30-36
• 3.1 引言30
• 3.2 模型構建與計算方法30-32
• 3.2.1 模型構建30-31
• 3.2.2 計算方法31-32
• 3.3 結果與討論32-35
• 3.3.1 尺寸效應32-34
• 3.3.2 溫度效應34-35
• 3.4 本章小結35-36
• 第4章 Al-Ir熱導率的分子動力學研究36-43
• 4.1 引言36
• 4.2 模型構建和計算方法36-40
• 4.2.1 模型構建36-37
• 4.2.2 計算方法37-40
• 4.3 模擬結果與分析40-42
• 4.3.1 尺寸效應40-41
• 4.3.2 溫度效應41-42
• 4.4 本章小結42-43
• 第5章．Al-Pd-Mn熱導率的分子動力學研究43-54
• 5.1 引言43-44
• 5.2 模型構建和計算方法44-48
• 5.2.1 模型構建44-46
• 5.2.2 計算方法和勢函數(shù)46-48
• 5.3 結果與分析48-53
• 5.3.1 尺寸效應50-52
• 5.3.2 溫度效應52-53
• 5.4 本章小結53-54
• 結論54-55
• 參考文獻55-61
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果61-62
• 致謝62

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