由于鈮與鈮合金自身性能上的優(yōu)勢,使得鈮與鈮合金被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、超導(dǎo)、航空航天等領(lǐng)域。為了了解鈮的更多性能,從微觀層次探究是一種有效方法。分子動力學(xué)模擬恰恰是探究微觀世界的有效手段之一,它是以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的一種熱力學(xué)計算方法,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到材料科學(xué)中。對分子動力學(xué)模擬的準確性產(chǎn)生較大影響的有兩個方面,其一是數(shù)值算法,其二是勢函數(shù)的準確性。本文將主要構(gòu)建一個可靠的原子間相互作用勢,來再現(xiàn)金屬鈮的相關(guān)物理性質(zhì)。本文首先綜述了原子間勢的發(fā)展與原子間勢的類型。接著本文在EAM模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建了金屬鈮的原子間勢,截斷距離選取在第五六近鄰之間。在根據(jù)Enrico Clementine和Carla Roetti第一原理計算電子波函數(shù)的結(jié)果,采用最小二乘法擬合出了本文構(gòu)建的勢函數(shù)中電子密度函數(shù)中的參數(shù),在利用鈮的晶格常數(shù)、結(jié)合能、空位形成能和彈性常數(shù)的實驗值作為擬合數(shù)據(jù),使用均方差最小方法擬合出了對勢函數(shù)與嵌入能函數(shù)中的待定參數(shù),以確定最終的原子間勢函數(shù)表達式。本文還利用該原子間勢函數(shù)計算了擬合數(shù)據(jù)、體積彈性模量和平均剪切模量的值,結(jié)果與實驗值符合的很好。本文主要通過兩方面驗證了構(gòu)建的原子間勢函數(shù)...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
    0.1 Nb的簡介
        0.1.1 Nb的背景與制備
        0.1.2 Nb的產(chǎn)量分布
        0.1.3 原子層次上Nb的研究進展
        0.1.4 Nb的應(yīng)用
    0.2 Nb的研究意義及研究內(nèi)容
第1章 原子間勢概述
    1.1 對勢模型
        1.1.1 Lennard-Jones勢
        1.1.2 Morse勢
        1.1.3 Born-Mayer勢
    1.2 多體勢模型
        1.2.1 準原子理論
        1.2.2 有效介質(zhì)法
        1.2.3 嵌入原子勢模型
        1.2.4 Finnis-Sinclair勢模型
        1.2.5 修正分析嵌入原子勢模型
        1.2.6 角度依賴勢模型
第2章 構(gòu)建金屬Nb的EAM勢
    2.1 Nb勢函數(shù)的構(gòu)建
    2.2 勢函數(shù)的截斷處理
    2.3 與勢函數(shù)相關(guān)的物理量
        2.3.1 原子間勢與彈性模量的關(guān)系
        2.3.2 原子間勢與單空位形成能的關(guān)系
    2.4 原子間勢擬合
    2.5 彈性常數(shù)
第3章 勢函數(shù)的檢驗與應(yīng)用
    3.1 E-r關(guān)系
    3.2 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
    3.3 勢函數(shù)的應(yīng)用
        3.3.1 單空位形成能
        3.3.2 雙空位形成能與雙空位結(jié)合能
第4章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 討論
    4.3 展望
致謝
參考文獻



本文編號：3828499