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单轴应变条件下Fe从α到ε结构相变机制的第一性原理计算

刘绍军 卢铁城 陈向荣 崔新林 祝文军 卢志鹏

单轴应变条件下Fe从α到ε结构相变机制的第一性原理计算

刘绍军, 卢铁城, 陈向荣, 崔新林, 祝文军, 卢志鹏
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  • 采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,研究了沿[001]方向单轴应变条件下Fe从体心立方结构(bcc,α相)到六角密排结构(hcp,ε相)相变的临界压力、相变路径、相变势垒以及相变过程中原子磁性的变化.结果发现:单轴应变条件下Fe从α到ε结构的相变路径与以前理论计算模拟给出的静水压力条件下的相变路径明显不同;原子磁矩沿着相变路径突然降低,同时伴随着能量和体积的突然变化,是典型的一阶磁性相转变,表明原子磁性的丧失导致了bcc结构不稳定而向hcp结构转变.对单轴应变下吉布斯自由能的计算表明,相变势垒随着单轴应
    • 基金项目: 冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室基金(批准号:9140C67010106ZS75)、中国工程物理研究院科学技术基金重点项目(批准号:2007A01004)和国家自然科学基金(批准号:10576004,10776022)资助的课题.
    [1]

    [1] Ringwood A E 1979 Geochem. J. 11 111

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    ]Ashcroft N V, Mermin N D 1976 Solid State Physics (Philadelphia: Saunders College Publishers)

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    ]Caspersen K J, Lew A, Ortiz M, Carter E A 2004 Phys. Rev. Lett. 93 115501

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    ]Stixrude L, Cohen R E, Singh D 1994 Phys. Rev. B 50 6442

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    [1] Ringwood A E 1979 Geochem. J. 11 111

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    [3] Bancroft D, Peterson E L, Minshall S 1956 J. Appl. Phys. 27 291

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    [4] Bassett W A, Huang E 1987 Science 238 780

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    ] Simmons G, Wang H 1997 Single Crystal Elastic Constants and Calculated Aggregate Properties: A Handbook (Cambridge: MIT Press)

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    ]Stixrude L, Cohen R E, Singh D 1994 Phys. Rev. B 50 6442

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-06-16
  • 修回日期:  2009-12-18
  • 刊出日期:  2010-03-05

单轴应变条件下Fe从α到ε结构相变机制的第一性原理计算

  • 1. (1)北京师范大学物理系,北京 100875; (2)四川大学物理科学与技术学院,成都 610064; (3)中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室,绵阳 621900; (4)中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室,绵阳 621900;四川大学物理科学与技术学院,成都 610064; (5)中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室,绵阳 621900;四川大学物理科学与技术学院,成都 610064;中国人民武装警察部队成都指挥学院,成都 610213
    基金项目: 

    冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室基金(批准号:9140C67010106ZS75)、中国工程物理研究院科学技术基金重点项目(批准号:2007A01004)和国家自然科学基金(批准号:10576004,10776022)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,研究了沿[001]方向单轴应变条件下Fe从体心立方结构(bcc,α相)到六角密排结构(hcp,ε相)相变的临界压力、相变路径、相变势垒以及相变过程中原子磁性的变化.结果发现:单轴应变条件下Fe从α到ε结构的相变路径与以前理论计算模拟给出的静水压力条件下的相变路径明显不同;原子磁矩沿着相变路径突然降低,同时伴随着能量和体积的突然变化,是典型的一阶磁性相转变,表明原子磁性的丧失导致了bcc结构不稳定而向hcp结构转变.对单轴应变下吉布斯自由能的计算表明,相变势垒随着单轴应

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参考文献 (39)

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