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α-Ti2Zr高压物性的第一性原理计算研究

张品亮 龚自正 姬广富 刘崧

α-Ti2Zr高压物性的第一性原理计算研究

张品亮, 龚自正, 姬广富, 刘崧
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  • 基于密度泛函理论的第一性原理计算获得了α-Ti2Zr的晶体结构、弹性常数、德拜温度和电子分布情况, 研究了它们与压力的关系. 计算得到的晶体结构参数与实验值一致. 运用有限应变方法计算得到了α-Ti2Zr的体积模量B、剪切模量G、杨氏模量E和泊松比σ. B和E的零压值分别为101.2和35.6 GPa. G/B的值较小, 并且随着压力的增加而减小, 表明α-Ti2Zr具有优异的延展性. 基于弹性常数得到平均声速, 从而获得了德拜温度Θ=321.7 K. 通过解Christoffel方程获得的压缩波和剪切波数据揭示α-Ti2Zr具有较强的各向异性. 此外, 压力诱导电子从s轨道到d轨道的转移说明在一定压力下α-Ti2Zr将转变为β相.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB731600)和国家国防科工局空间碎片专项(批准号:KJSP06209,KJSP06210)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-10
  • 修回日期:  2012-10-29
  • 刊出日期:  2013-02-20

α-Ti2Zr高压物性的第一性原理计算研究

  • 1. 西南交通大学材料科学与工程学院, 材料先进技术教育部重点实验室, 成都 610031;
  • 2. 北京卫星环境工程研究所, 可靠性与环境工程技术国防科技重点实验室, 北京 100094;
  • 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
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB731600)和国家国防科工局空间碎片专项(批准号:KJSP06209,KJSP06210)资助的课题.

摘要: 基于密度泛函理论的第一性原理计算获得了α-Ti2Zr的晶体结构、弹性常数、德拜温度和电子分布情况, 研究了它们与压力的关系. 计算得到的晶体结构参数与实验值一致. 运用有限应变方法计算得到了α-Ti2Zr的体积模量B、剪切模量G、杨氏模量E和泊松比σ. B和E的零压值分别为101.2和35.6 GPa. G/B的值较小, 并且随着压力的增加而减小, 表明α-Ti2Zr具有优异的延展性. 基于弹性常数得到平均声速, 从而获得了德拜温度Θ=321.7 K. 通过解Christoffel方程获得的压缩波和剪切波数据揭示α-Ti2Zr具有较强的各向异性. 此外, 压力诱导电子从s轨道到d轨道的转移说明在一定压力下α-Ti2Zr将转变为β相.

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