基于LAPW算法磁记忆信号相变特性的研究.pdf

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1、第３７卷第８期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ８２０１６年８月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＡｕｇ．２０１６基于ＬＡＰＷ算法磁记忆信号相变特性的研究刘斌，曹阳，王国庆（沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳１１０８７０）摘要：当应力达到临界屈服点时，铁磁性金属构件将产生塑性形变，造成重大的安全隐患。金属磁记忆检测技术可以快速、有效地检测出应力集中区域，但是，目前尚无有效的方法对临界屈服点处的磁记忆信号特征进行定量化分析。采用基于密度泛函理论的线性缀加平面波法（ＬＡＰＷ），建立了磁力学耦合模型，

2、分析了临界屈服点的磁记忆信号特征，计算了弹性形变和塑性形变范围内，体系的差分电荷密度、原子磁矩、晶格结构随应力的变化关系。研究结果表明：随着应力的增加，固体中原子之间的结合力逐渐减弱，晶格结构的稳定性变差；当应力达到临界屈服点时，固体发生相变，磁记忆信号产生突变，磁记忆效应减弱。理论计算结果与实验结果具有很好的一致性。关键词：临界屈服点；相变；电荷密度；晶体；磁记忆＋中图分类号：ＴＨ８７８．３文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４３０．２５Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｍｏｒｙｓｉｇｎａ

3、ｌｏｆｐｈａｓｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｐｏｉｎｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＬＡＰＷａｌｇｏｒｉｔｈｍＬｉｕＢｉｎ，ＣａｏＹａｎｇ，ＷａｎｇＧｕｏｑｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓｒｅａｃｈｅｓｔｏｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔ，ｔｈｅｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｔａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｗｉｌｌｐｒｏｄｕｃｅｔｈｅｐｌａｓｔ

4、ｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｍａｙｆｕｒｔｈｅｒｃａｕｓｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｓｅｃｕｒｉｔｙｒｉｓｋｓ．Ｔｈｅｍｅｔａｌｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｍｏｒｙｔｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｑｕｉｃｋｌｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｄｉａｇｎｏｓｅｓｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｒｅａ，ｂｕｔｔｈｅｒｅｉｓｓｔｉｌｌｎｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｔｏｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｍｏｒｙｓｉｇｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｔｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｙｉｅｌ

5、ｄｐｏｉｎｔ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｕｓｅｔｈｅｌｉｎｅａｒａｕｇｍｅｎｔｅｄｐｌａｎｅｗａｖｅｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｎｓｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｔｈｅｏｒｙ，ｔｏｂｕｉｌｄｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｕｐｌｉｎｇｍｏｄｅｌｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｍｏｒｙｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｎｔｏａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｍｏｒｙｓｉｇｎａｌａｔｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｖａｒｉ

6、ａｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈａｒｇｅｄｅｎｓｉｔｙ，ａｔｏｍｉｃｍａｇｎｅｔｉｃｍｏｍｅｎｔ，ｌａｔｔｉｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｇｎａｌｗｉｔｈｓｔｒｅｓｓｕｎｄｅｒｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｅｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅｂｉｎｄｉｎｇｆｏｒｃｅｂｅｔｗｅｅｎａｔｏｍｓｉｎｔｈｅｓｏｌｉｄｉｓｇｒ

7、ａｄｕａｌｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｒｙｓｔａｌｌａｔｔｉｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｗｅａｋｅｎｅｄ；ｗｈｅｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓｒｅａｃｈｅｓｔｏｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔ，ｔｈｅｐｈａｓｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｏｃｃｕｒｓｉｎｔｈｅｓｏｌｉｄ，ｔｈｅｍｕｔａｔｉｏｎｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｍｏｒｙｓｉｇｎａｌａｐｐｅａｒｓ，ａｎｄｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｓｓｕｄｄｅｎｌｙｗｅａｋｅｎｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕ

8、ｌｔｓａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅａｇｏｏｄｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｒｉｔｉｃａｌｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔ；ｐｈａｓｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｄｅｎｓｉｔｙ；ｃｒｙｓｔａｌｓ；ｍａｇｎｅｔ