Ti金属原子间势的构建

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1、分类号：单位代码：１０１４０密级：公开学号：４０３１５３１７１７香ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥＴｉ金属原子间势的构建中文题目：英文题目：ＴｈｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＴｉＭｅｔａｌＩｎｔｅｒａｃｔｏｍｉｃＰｏｔｅｎｔｉａｌｓ论文作者：曹超铭指导教师：刘艳侠教授专业：凝聚态物理完成时二〇一八年五月间：辽宁大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的。论文中取得

2、的研究成果除加以标注的内容外，不包含其他个人’或集体已经发表或撰写过的研究成果，不包含本人为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中进行了标注，并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。ｋ学位论文作者签名：义沒年ｉ月”曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的原件、复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权辽宁大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有

3、关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同时授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国博士学位论文全文数据库》和《中国优秀硕士学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。学校须按照授权对学位论文进行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处理。保密（），在年后解密适用本授权书。（保密：请在括号内“，’划Ｖ）、授权人签名：實絲指导教师签名：如曰期：么＾年土月日日期：么／ｇ年上月日ｍ巧申请辽宁大学硕士学位论文Ti金属原子间势的构建

4、TheConstructionofTiMetalInteractionPotentials作者：曹超铭指导教师：刘艳侠教授专业：凝聚态物理答辩日期：2018年5月26日二○一八年五月·中国辽宁摘要摘要随着科技的进步，金属及其化合物已经成为高温材料的首选，从而广泛地被人们使用，其中，由于Ti金属及其合金可以成为很好的耐高温材料，所以受到广泛地关注。近几年，越来越多的人们对Ti金属及其合金的原子间势进行了研究。就目前来看，可以对材料的性能进行较全面研究的重要手段是原子和分子层次的计算机模拟，这是一种以原子间势为基础的模拟方法，它能够从原

5、子层面上出发，解决一些相关的材料问题，同时这种模拟也是研究材料微观结构的一种新方法，所以，对于这种计算机模拟来说，找到一组非常精确的原子间势就显得尤为重要了。一个准确度较高的原子间势的构建是一项复杂的工作，包括势模型的选取、势参数和截断距离的选取及确定，原子间势的检验及修正等步骤。很多因素都可以影响原子间势的精确度，比如势参数的数量多少、截断距离的位置和大小、拟合方法的不同等等。本文在EAM的框架下构建出了Ti金属的原子间势，提出了新的势函数形式，利用晶格常数(a)、弹性常数(C、C、C、C、C、C)以及单空位11121333446

6、6形成能(E)和结合能(E)等数据对Ti金属的原子间势参数进行了拟合，最终构1Vc建出了Ti金属的原子间势。为了验证本论文中的原子间势的准确性，使用本文中所构建的Ti金属的原子间势对体积弹性模量(B)、平均剪切模量(G)以及各向异性比(A)进行了计算，所得结果很好。为了更进一步地考察原子间势的可靠性，本文对Ti金属原子间势进行了进一步的检验，即利用本论文中得到的Ti金属原子间势计算了E-r关系，并将其与Rose结合能曲线相比较，吻合的很好，同时利用本论文中已经构建的原子间势计算了Ti金属的结构稳定性，得到fcc结构的Ti金属的结合能

7、最低，其次是bcc结构的Ti金属，而hcp结构的Ti金属结合能最高，常温下hcp结构最稳定，与实际情况相符。作为应用，利用本文所构建的原子间势研究了Ti金属的点缺陷性能，其中单空位形成能与实验值符合的很好。利用本文所构建的原子间势计算了Ti金属的双空位形成能，共计算了六种双空位构型，这六种构型分别对应于两个空位I摘要之间的距离分别为第一、二、三、四、五、六近邻距离时的情况。这六种构型中的第二种构型的形成能最低，这种构型结构最稳定，最容易形成，其余几种构型中，第四种构型形成能最高，最难形成。与已有的第一原理的数据即第一、二和四构型的结

8、果相符。这六种构型的双空位结合能的计算结果表明:只有第一和第二种构型的结果为正值，且第二种构型的结合能最大，最稳定，其余构型的结合能均为负值，表明其余构型很难存在。第五和第六种构型的结合能虽然为负，但值很小，接近于零，表明这两种构型的