第一性原理 硬度 密立根布居分析 晶胞尺寸

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1、第一性原理论文：晶胞尺寸对密立根布居和硬度计算的影响【中文摘要】硬度是描述物质宏观物理特性的基本物理量，是人们在实际应用材料时经常需要考虑的基本物理参数。所以，材料硬度值的准确理论预测对材料的实际应用具有十分重要的意义。但是，由于作为宏观物理性质的硬度与微观物理量之间缺乏简单的对应关系，所以硬度的计算公式无法完全的解析地推导出来。因此，寻求比较准确的预测硬度的方法是相当迫切而有意义的。近些年来，很多在一定程度上与实验测得的硬度符合得很好的计算硬度的方法被提了出来。但是，同时各种不足存也存在于这些方法之中。本文对2006年燕山

2、大学高发明教授及其团队提出的一种计算材料硬度的方法…展开了讨论，该方法首先通过第一性原理计算获得晶体键长和密立根交叠布居值，然后利用它们对材料硬度进行计算。我们的讨论主要集中在以下几个方面：首先，指出了这个方法的合理性；其次，指出了该方法可能存在的问题，例如最弱键计算硬度是否合理，以及晶胞尺寸对该公式算得的硬度值的影响；最后，我们尝试对该方法进行了初步的修正，其间对硬度的本质进行了讨论，有针对性的提出了一些看法和观点。我们希望通过这些研究和讨论继续加深对硬度本质的了解，并期望能够获得更准确的计算材料硬度的公式。【英文摘要】H

3、ardnessisafundamentalphysicalquantitydescribingmacrophysicalpropertyofmaterials,andisoftenconsideredinpracticalapplications.Inapplications,hardandsuperhardmaterialsarewidelyusedanddemanded.Hence,accuratevaluesofhardnessareofsignificantformaterials’application.Asthe

4、improvingofthetechnologyofmeasurementandexperiment,peoplecangetthevalueofhardnessmoreeasilyandprecise.However,manymaterialsareonlypredictedandhavenotbeensynthesized,orthere...【关键词】第一性原理硬度密立根布居分析晶胞尺寸【英文关键词】First-principlesHardnessMullikenPopulationAnalysisTheSizeofS

5、imulationCells【索购全文】联系Q1：138113721Q2：139938848【目录】晶胞尺寸对密立根布居和硬度计算的影响内容提要4-5摘要5-9Abstract9-14第1章绪论17-261.1硬度的定义171.2硬度定义的理解和相关细节171.3几种常用的硬度实验定义17-241.3.1刻划硬度181.3.2压入硬度18-231.3.3回弹硬度23-241.4选题的意义和目的24-26第2章理论基础26-492.1密度泛涵理论262.2绝热近似26-392.2.1Hartree方程29-302.2.2Foc

6、k近似和Hartree-Fock方程30-312.2.3Hohenberg-Kohn定理31-342.2.4Kohn-sham方程34-362.2.5Born-vonKarman边界条件362.2.6Bloch定理36-392.3局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)39-412.4赝势方法41-442.5密立根布居分析(MullikenPopulationAnalysis)44-49第3章第一性原理计算方法49-543.1自洽求解单电子方程和总能量流程493.2k空间取样规则49-503.3截断动能和有限基底修正5

7、0-523.4快速傅立叶变换(FFT)523.5CASTEP软件模拟方法52-54第4章对使用布居值和键长计算硬度的公式的讨论和修正54-674.1使用布居分析方法计算硬度的公式54-574.2硬度计算公式中使用布居值的合理性57-584.3计算公式存在的问题58-604.4第一性原理计算60-674.4.1计算细节60-624.4.2对计算结果的讨论及对原公式中系数A的修正62-67结论67-68参考文献68-75附录75-78学术成果78-79致谢79-80