NiAl合金晶格反演原子间相互作用多体势

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1、扉页：独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体己经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：盔乏铬日期：丝f!，≤。五论文使用和授权说明本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版；允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密

2、的论文在解密后应遵循此规定)研究生签名：二卑之址导师签名：弋垂拄卜日期：皇山出．本人及导师同意将学位论文提交至清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”进行电子和网络出版，并编入CNKI系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。研究生签名：耆耻导师签名：喜燕L日期：蚍衫摘要Ni．Al系合金因为其具有很强的高温比强度、比模量、优异的高温抗氧化性能和高温异常强化等特性，极有希望成为新一代的高温结构材料，可以广泛地应用到军工和民用企业。因此从19世纪6

3、0年代开始到至今吸引了许多研究人员的重视。尽管Ni．Al合金实验研究和应用推广有了极大的进展，但是此二元合金依然存在着很多问题，例如室温脆性、韧性差和高温强度下降等，限制了其在工程上的应用。从原子结构来看，脆性等问题主要来源于合金的特殊品格结构和缺陷组态。因此从原子尺度深入了解合金的晶体结构和缺陷等对性质产生影响的机制，有助于分析解决这些问题，从而改善合金的性能。基于原子问相互作用势的计算机模拟，为我们在原子层次理解很多结构与性能的关系提供了重要的途径。原子间相互作用势是大规模原子级模拟的重要基础。传统的原子间相互作

4、用势是先验性地选定势函数形式，通过拟合获取势参数，在拟合的过程中具有一定的人为因素和不确定性，致使这些原子间相互作用势的适用范围或多或少都有一定的局限性。因此，继续寻找形式简洁，功能更加全面的多体势显得十分必要。在本文中，围绕对象中心结构，通过相关虚拟结构的构建，利用晶格反演方法获得了Ni．Al系合金的嵌入原子间相互作用势。首先根据嵌入原子模型，合理地划分对势和嵌入能的贡献，利用单质金属的不同原子组态来获得Ni．Al系合金的同种原子间的相互作用势，并通过对其的静态力学性质及声子谱的检验证实该势的可靠性及适用性。随后利

5、用获得的同种原子间的相互作用势，对嵌入原子所受的背景电子密度情况的不同进行考虑，获得反映异种原子间的相互作用的合金交叉势。为了对晶格反演Ni．Al原子相互作用势有效性的进行检验，在静力学性质方面，把晶格反演势计算的能量曲线、晶格常数和体模量与实验值和第一性原理结果进行比较，以说明晶格反演方法的本身的自洽性；在力学性质方面，晶格反演对势计算的静态和高压弹性系数结果，与实验值、已有计算结果及第一性计算结果进行了比较：通过计算B2结构NiAl和L12结构Ni3Al的高压性质，证明了晶格反演多体势能适用于非平衡位置的原子级模

6、拟；在晶格动力学方面，计算得到的NiAl和Ni3Al的声子谱，与实验观测值和他人计算结果进行了比较。T云南大学硕士学位论文最后对B2结构NiAI在单轴应力下的结构相变进行了研究，分析了其沿不同方向加载的相变路径，对于Bain四方路径和Ttigonal路径均给出了合理的描述。一系列基于晶格反演嵌入原子合金势的计算说明：新的虚拟晶格反演方案成功获得了Ni．Al系合金的嵌入原子间相互作用多体势，它能适用于不同配位环境及原子间距变化较大时的原子级模拟，能更好描述不同组分的结构。这种方法为二元合金体系原子间相互作用势的探索和研

7、究提供了一种新的有效方法。关键词：Ni．舢系合金；晶格反演；嵌入原子间多体势；原子级模拟IIAbstractNi-Alalloysarethecandidatesforhigh—temperaturestructuralmaterialsbecauseofspecificstrength，highspecificstiffiaess，excellentoxidationresistanceandyieldsuengthanomalyathightemperature．Nowadaystheycanbewidelyus

8、edinmilitaryandcivilianfields，andthenattractingspecialattentionfrommanyresearcherssincethe1860s．AlthoughthegreatprogresshasbeenmadeintheexperimentSandapplicationsofNi-Malloy