[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201110376483.1
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102495189A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余黎明;陳鼎;王志威;劉永長
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種Snoek型高阻尼合金中間隙原子行為的分析表征技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種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。?

背景技術(shù)

Snoek型高阻尼合金是基于Snoek弛豫理論發(fā)展起來的的新型材料，具有較高的阻尼性能，是重要的結(jié)構(gòu)和功能材料，具有較大的發(fā)展空間和廣泛的應(yīng)用前景。根據(jù)Snoek弛豫理論，合金中的間隙原子在外加應(yīng)力的誘發(fā)下會再分布，由于上述遷移過程要消耗能量，從而減弱了外應(yīng)力的作用，產(chǎn)生了阻尼效應(yīng)。傳統(tǒng)的實驗手段難以探究間隙原子在上述過程中與置換原子的相互作用情況，阻礙了對該類高阻尼合金弛豫機(jī)理的進(jìn)一步研究。?

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種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，而借助基于第一性原理的密度泛函理論來研究間隙原子和置換原子的相互作用是新近發(fā)展起來的一種有效方法。間隙原子和置換原子相互作用的表征中采用的參數(shù)主要包括：某種狀態(tài)下的結(jié)合能、形成能和穩(wěn)定態(tài)間的擴(kuò)散激活能等。這些參數(shù)從不同的角度描述間隙原子和置換原子間的相互作用，共同表征間隙原子和置換原子間復(fù)雜的相互作用。?

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明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予以實現(xiàn)的技術(shù)方案是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(jù)合金中合金元素的種類，分別建立含有不同置換原子數(shù)目的三維超晶胞原子模型，并將間隙原子放置在穩(wěn)定存在的間隙位置，其中，三維超晶胞原子模型的品格常數(shù)＝單胞品格常數(shù)×超晶胞維數(shù)，而單胞品格常數(shù)是高阻尼合金基體金屬單胞能量最低時的品格參數(shù)，超晶胞維數(shù)是滿足數(shù)據(jù)精度要求的維數(shù)最小值；?

步驟二、尋求間隙原子在上述模型中的穩(wěn)定態(tài)位置和鞍點位置，計算穩(wěn)定態(tài)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(wěn)定態(tài)設(shè)定為間隙原子在置換原子作用下發(fā)生擴(kuò)散時的始態(tài)x和終態(tài)y；?

(3-2)根據(jù)數(shù)據(jù)的精度要求，設(shè)定要計算的過渡態(tài)數(shù)目，計算每一過渡態(tài)的體系總能量；

(3-3)通過始態(tài)、終態(tài)以及兩者之間的若干過渡態(tài)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(jié)合能E^bind、形成能E^for和穩(wěn)定態(tài)間的擴(kuò)散激活能?

根據(jù)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(jié)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(jù)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?