Al及B2-FeAl擴(kuò)散性質(zhì)的EAM理論研究.pdf

1、自從Daw和Baskes提出了EAM理論以來，對(duì)材料計(jì)算的研究和發(fā)展有著很大的促進(jìn)。它包含了原子間的多體相互作用因而合理地描述了原子間的相互作用勢(shì)，不僅可以準(zhǔn)確的計(jì)算材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、聲子譜、態(tài)密度、點(diǎn)缺陷、擴(kuò)散和形成焓等熱力學(xué)性能，還可以計(jì)算材料的表面和晶界性能例如表面能量和結(jié)構(gòu)、表面弛豫、晶界結(jié)構(gòu)等等。能否合理和成功地描述純?cè)氐幕拘阅苁菍?duì)一個(gè)原子模型理論最基本的檢驗(yàn)，因此嵌入原子理論最先用來對(duì)純?cè)氐南嚓P(guān)性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算，而合金中原

2、子的相互作用勢(shì)是嵌入原子理論最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，不僅可以檢驗(yàn)建立的嵌入原子勢(shì)的適用性，還可預(yù)測(cè)許多實(shí)驗(yàn)無法得到的微觀信息。
　　 FeAl金屬間化合物具有良好的抗氧化性、抗硫化作用及高溫性能，且材料的來源十分豐富價(jià)格便宜，是一種良好的中高溫結(jié)構(gòu)材料。本文采用的就是EAM理論對(duì)純Al的表面性質(zhì)和B2-FeAl的點(diǎn)缺陷和擴(kuò)散性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　 首先，本文給出了Fe-Al金屬間化合物的EAM理論模型，并對(duì)純Al和B2-

3、FeAl的晶格常數(shù)、體積模量和彈性常數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，其結(jié)果與他人的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果符合，說明這種模型是合理的。
　　 其次，本文采用該模型計(jì)算了純Al的表面能、表面弛豫及表面自擴(kuò)散性質(zhì)，研究結(jié)果表明:(111)面最緊密，其表面能最小;表面弛豫與面密度相關(guān)，面密度越小表面弛豫越大;空位在表面的自擴(kuò)散比在塊體中擴(kuò)散容易。
　　 最后，本文還用該模型計(jì)算了B2-FeAl的點(diǎn)缺陷及擴(kuò)散性質(zhì)，研究結(jié)果表明:四種點(diǎn)缺陷的形成能與第一原理