[發明專利]Snoek型高阻尼合金間隙原子和置換原子相互作用的表征方法

無效

• 申請號: 201110376483.1
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102495189A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 余黎明;陳鼎;王志威;劉永長
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種Snoek型高阻尼合金中間隙原子和置換原子相互作用的表征方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、建立三維超晶胞原子模型：根據合金中合金元素的種類，分別建立含有不同置換原子數目的三維超晶胞原子模型，并將間隙原子放置在穩定存在的間隙位置，其中，三維超晶胞原子模型的品格常數＝單胞品格常數×超晶胞維數，而單胞品格常數是高阻尼合金基體金屬單胞能量最低時的品格參數，超晶胞維數是滿足數據精度要求的維數最小值；

步驟二、尋求間隙原子在上述模型中的穩定態位置和鞍點位置，計算穩定態位置的體系總能量和鞍點位置的體系總能量；

(3-1)首先將相鄰的穩定態設定為間隙原子在置換原子作用下發生擴散時的始態x和終態y；

(3-2)根據數據的精度要求，設定要計算的過渡態數目，計算每一過渡態的體系總能量；

(3-3)通過始態、終態以及兩者之間的若干過渡態擬合得到鞍點位置的體系總能量

步驟三、計算三維超晶胞模型中間隙原子和置換原子相互作用的結合能E^bind、形成能E^for和穩定態間的擴散激活能

根據下述公式(1)計算三維超晶胞模型中間隙原子和置換原子間的結合能E^bind(S，I)：

Ebind(S,I)=Edeftot(I)+Edeftot(S)-[Edeftot(S,I)+Ereftot]---(1)]]>

公式(1)中，I表示間隙原子，S表示置換原子，是體系中只有間隙原子一種缺陷時的體系總能量，是體系中只有置換原子一種缺陷時的體系總能量，是體系中同時有間隙原子和置換原子時的體系總能量，是體系中不含有任何缺陷時的體系總能量；

根據下述公式(2)計算三維超晶胞模型中間隙原子和置換原子間的形成能

Exfor(An,Sk,I)=Etot(An,Sk,I)-nE(A)-kE(S)-E(Iisolated)---(2)]]>

公式(2)中，A表示基體原子，n表示基體原子的個數，k表示置換原子的個數，E^tot(A_n，S_k，I)是間隙原子穩定態的能量，E(A)是單個基體原子的能量，E(B)是單個置換原子的能量，E(I_isolated)是單個間隙原子的能量；

根據下述公式(3)計算穩定態間的擴散激活能

Ex-ydiff=Ex-ybarrier-Exfor---(3)]]>

公式(3)中，是鞍點位置的體系總能量，是擴散初始狀態的體系總能量；

步驟四、根據上述步驟三得到的結合能E^bind(S，I)、形成能和擴散激活能對間隙原子和置換原子的相互作用表征如下：

(A)若結合能E^bind(S，I)為正值時，則表明合金體系中間隙原子和置換原子間是相互吸引的作用；若結合能E^bind(S，I)是負值時，則表明合金體系間隙原子和置換原子間是排斥作用；而且，結合能E^bind(S，I)的絕對值越大，則表明合金體系間隙原子和置換原子間的相互作用就越強，反之亦然；

(B)通過形成能的大小表征經過間隙原子和置換原子相互作用形成Snoek型高阻尼合金的難易程度，其中，形成能的絕對值越大，則表明有若干原子形成合金越容易，反之亦然；

(C)通過擴散激活能的大小表征間隙原子在Snoek型高阻尼合金中發生擴散的難易程度，其中，擴散激活能越高，間隙原子在置換原子形成的模型中擴散越難，間隙原子與置換原子相互作用得到較高阻尼值的溫度越高，反之亦然。

2.按照權利要求1所述的一種Snoek型高阻尼合金中間隙原子和置換原子相互作用的表征方法，其特征在于：步驟一中所述的不同置換原子數目是指間隙原子所在的八面體或四面體可置換的原子位置數目，該數目從0到6。