Nb金属原子间势的构建

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1、分类号：单位代码：１０１４０１５３１７１９密级：公开学号：４０３？ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥ中文题目：Ｎｂ金属原子间势的构建英文题目ＴｈｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＮｂｍｅｔａｌＩｎｔｅｒａｃｔｏｍｉｃＰｏｔｅｎｔｉａｌｓ：论文作者：李诗莹指导教师：刘艳侠教授专业：凝聚态物理二〇一八年五月完成时间：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。论文中取得的研究成果除加以标注的内容

2、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。学位论文作者签名；年ｒ月＞ｈ＾｜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。本人授权辽宁大学可以将本，允许学位论文被査阅和借阅学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存

3、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（）。（保密：请在括号内，在年后解密适用本授权书“”划ｖ）授权人签名：＾、指导教师签名：＾＾１ｊ１＂如没年上月？日期＜；日曰期：日：＞２年亡月１１申请辽宁大学硕士学位论文Nb金属原子间势的构建TheConstructionofNbmetalInteractionPo

4、tentials作者：李诗莹指导教师：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·中国辽宁摘要摘要由于铌与铌合金自身性能上的优势，使得铌与铌合金被广泛应用于医疗、超导、航空航天等领域。为了了解铌的更多性能，从微观层次探究是一种有效方法。分子动力学模拟恰恰是探究微观世界的有效手段之一，它是以牛顿力学为基础的一种热力学计算方法，现已被广泛应用到材料科学中。对分子动力学模拟的准确性产生较大影响的有两个方面，其一是数值算法，其二是势函数的准确性。本文将主要构建一个可靠的原子间相互作用势，来再现金属铌的相关物理性质。本文首先综述了原子间势的

5、发展与原子间势的类型。接着本文在EAM模型的基础上构建了金属铌的原子间势，截断距离选取在第五六近邻之间。在根据EnricoClementine和CarlaRoetti第一原理计算电子波函数的结果，采用最小二乘法拟合出了本文构建的势函数中电子密度函数中的参数，在利用铌的晶格常数、结合能、空位形成能和弹性常数的实验值作为拟合数据，使用均方差最小方法拟合出了对势函数与嵌入能函数中的待定参数，以确定最终的原子间势函数表达式。本文还利用该原子间势函数计算了拟合数据、体积弹性模量和平均剪切模量的值，结果与实验值符合的很好。本文主要通过两方面验证了构建的原子间势函数的可靠

6、性与合理性。第一方面，用该势函数的E-r关系与用Rose提出的普适状态方程进行了对比，发现二者符合的非常好；第二方面是利用该势函数计算在体积不变的条件下三种结构的稳定性，得到的结果是bcc结构最为稳定，与实际情况相符。作为原子间势的应用，本文应用所构建的势函数计算了Nb的点缺陷性能。空位形成能是一个可以给出金属与合金许多物理及化学性质的参数，且双空位或多空位的形成更是会对材料性能产生直接的影响。本文计算的金属铌的单空位形成能，与实验数据及其他作者的计算结果符合的很好。本文计算了三种构型下的双空位形成能与双空位结合能。三种构型分别为两空位相距第一近邻距离、第二

7、近邻距离以及第三近邻距离，三种构型的空位形成能很接近，第一种构型即空位相距为第一近邻时形成能最小，其次为第二种构型，稍大于第一种构型。空位结合能的结果都大于零，表明都有存在的可能，其大小依次为2c2c2cEEE表明第一种构型最稳定，其次是第二种构型。上述结果均与已fffsft，I摘要报道的结论一致。关键词：金属铌，嵌入原子势，结构稳定性，单空位形成能，双空位形成能IIAbstractABSTRACTNiobiumandniobiumalloysarewidelyusedinmedical,superconducting,aerospaceandother

8、fieldsduetotheadvantagesof