高温高压下CL-20的晶格参数和力学性能理论模拟（英文）

利用分子动力学结合COMPASS力场方法研究高能含能材料六硝基六氮杂异伍兹烷。模拟室温下ε晶相CL-20在0～10GPa压强区间,α晶相、β晶相和#晶相CL-20在0～20GPa压强区间的晶格参数和弹性常数。同时还模拟了室压下CL-20在100～500K温度区间的晶格参数和弹性常数。对于自然状态下最稳定的ε晶相CL-20,我们模拟得到的晶格常数、晶胞体积-压强关系和弹性常数理论结果和实验数据非常吻合。所以对其它晶相CL-20模拟结果的准确性提供了佐证。理论预测CL-20在不同温度和压强下的晶格常数和力学性能对于工程应用具有积极的指导意义。     

TATB高温高压下初始分解反应的分子动力学模拟

在凝聚相含能材料的反应过程中,反应体系往往需要高温高压的反应条件,且其中原子、分子的反应往往具有不同于气态分子的反应路径.因此,除需对体系分子的结构及电子性质进行计算分析外,还需对体系分子做反应动力学分析.本文采用ReaxFF分子动力学方法模拟了凝聚相下1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)分子的初始反应过程,通过对分子产物随时间的分布、分子产物在不同时间段内的分布等分析,总结了其在反应初期的一些反应过程.结果显示,C-NO2键的断裂及质子转移为引起更复杂化学反应的初始反应.     

两种仿金属晶体结构晶格材料的等效弹性参数研究

基于金属微观晶体结构,采用Timoshenko梁模型分别建立了体心立方(BCC)及面心立方(FCC)晶格材料等效杨氏模量理论模型,确定了晶格材料的柔度矩阵。讨论了结点效应、剪力等对晶格材料等效杨氏模量的影响。结果表明：理论模型与有限元数值模拟结果吻合较好;晶格结点对BCC及FCC晶格等效杨氏模量及剪切模量均有较大影响,忽略结点效应将低估晶格材料的线弹性力学性能;FCC比BCC晶格有更高的比杨氏模量,BCC比FCC晶格有更高的比剪切模量。此外FCC晶格材料较大多数晶格材料具有更高的抗压比刚度。     

晶格失配对超晶格法向导热系数影响的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法模拟了超晶格的法向导热系数随周期长度的变化关系.模拟结果表明,在晶格匹配的超晶格中,当周期长度同声子平均自由程相当时,超晶格导热系数将出现最小值.而对于具有4%晶格失配的超晶格模拟结果却表明,超晶格导热系数随周期长度的增大而单调上升.这一研究结果表明,材料的晶格失配是大多数实验研究中没有发现超晶格最小导热系数的主要原因.     

激波在晶格中传播的分子动力学数值模拟

给出了一维晶格中的相邻粒子的相互作用力为F=-ax-bx~2时激波传播的数值计算结果。结果表明,激波阵面中最大粒子运动速度为2U_p.近而得出了弱激波的传播速度U_(?)与活塞速度U_p的近似关系。     

PZT薄膜的相转变与晶格参数的研究

研究Ｓｏｌ－ｇｅｌ制备ＰＺＴ薄膜材料相结构与晶格参数,研究ＰＺＴ薄膜相变、衬底与温度关系和不同Ｚｒ／Ｔｉ比Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１－ｘ）Ｏ３（ｘ＝０．２～０．８）。结果表明：ＰＺＴ薄膜从烧绿石相向钙钛矿相转变的温度在Ｐｔ衬底上为６００℃,在不锈钢上为６５０℃。ＰＺＴ铁电体薄膜的晶格参数和晶格畸变随Ｚｒ／Ｔｉ比的不同而变化;在铁电四方相区,随Ｚｒ含量增加,ａ＝ｂ轴逐渐增大,ｃ轴稍有缩短,四方晶系发生畸变;     

CL-20/HMX共晶含能材料研究进展

含能材料共晶化是获得高能低感含能材料的重要途径,不同含能材料形成共晶可以有效改善含能材料的氧平衡及感度,提高其爆热、作功能力及安全性等性能。CL-20/HMX共晶含能材料是高能低感共晶含能材料的代表,CL-20/HMX共晶既保留了CL-20的能量水平又降低了CL-20的感度,是解决CL-20应用问题的有效途径。本文通过对比CL-20/HMX共晶与CL-20及HMX性能上的差异,说明了CL-20/HMX共晶研究的必要性,并从CL-20/HMX共晶的制备方法、形成机制、性能及应用方面,综述了CL-20/HMX共晶研究的最新进展。重点对比了CL-20/HMX共晶制备方法的优劣,总结了CL-20/HMX共晶形成机制,分析了不同制备方法获得的CL-20/HMX共晶性能差异,评述了CL-20/HMX共晶的发展现状及应用前景。     

PZT薄膜的相转变与晶格参数的研究

研究 Sol- gel制备 PZT薄膜材料相结构与晶格参数 ,研究 PZT薄膜相变、衬底与温度关系和不同 Zr/ Ti比Pb(Zrx Ti1-x) O3 (x=0 .2～ 0 .8)。结果表明 :PZT薄膜从烧绿石相向钙钛矿相转变的温度在 Pt衬底上为 6 0 0°C,在不锈钢上为 6 50°C。PZT铁电体薄膜的晶格参数和晶格畸变随 Zr/ Ti比的不同而变化 ;在铁电四方相区 ,随 Zr含量增加 ,a=b轴逐渐增大 ,c轴稍有缩短 ,四方晶系发生畸变 ;当 x>0 .5时 ,没有检测到单位晶胞的畸变 ;在准同型相界附近 ,晶胞参数发生突变。     

分子动力学方法模拟Be高温和高压的状态方程和力学性质

利用分子动力学方法,采用修正镶嵌原子势函数,在两组势参数下模拟Be单晶的等温、等压状态方程.通过径向分布函数,均方根位移随时间的变化分析Be的结构信息.比较两组参数的模拟结果,第一组势参数作用下体系原子间作用较小,较易压缩.两组势参数300K等温压率比较,第二组势参数的模拟结果与实验符合的更好.对于弹性常数,第二组势参数不能考虑温度和压强的影响.用第一组势参数计算Be单晶的弹性常数,根据弹性常数随压强的变化判断材料的低温相变,相变压强为320GPa,与第一性原理计算符合较好;弹性常数随温度增加而减小,与实验结果相符.总体而言,第一组势函数能更全面的反映Be单晶的结构特点.     

非理想矿物晶格振动吸收谱带参数间关系的研究

借助固体物理学理论及数学分析导出了非理想矿物晶格振动吸收带参数间的定量数学关系，并以脉石英为例对其关系给予了验证。该关系对矿物的非理想性的振动光谱研究将具有重要的理论及实际示意义。     

第一性原理研究高温高压下TiB2的物理性质

采用第一原理方法计算TiB_2在高温高压下的物理性质.对结构参数、弹性常数、体积模量、能带结构、声子色散、热力学性质等进行了密度泛函理论计算.计算结果与其他实验和理论计算值吻合较好.通过对E-V曲线、声子色散曲线和态密度(DOS)的分析,证明TiB_2是机械稳定的.用B/G和泊松比的两种方法判断TiB_2为脆性材料.在准谐振德拜模型的基础上,计算分析了德拜温度Θ和热膨胀系数对温度和压强的依赖.并从不同压强下定容比热容随温度变化的曲线图中得出,在T=1300 K以后,c_V无限靠近Dulong-Petit极限.通过分析电子态密度,发现TiB_2具有金属性,并且随着压强的增大费米能级处峰值降低,赝能隙变宽,非局域化加大,共价键作用增强,从而也证明了晶体结构的稳定性.     

高压下金属Mo熔化性质与其熔化结构的理论研究

本文采用分子动力学结合镶嵌原子势方法研究了高温高压下金属Mo的熔化性质.详细分析了Mo的熔化曲线并给出了熔化曲线T-P(温度-压强)方程,计算得到了Mo的等温压缩曲线和等压曲线.理论上获得Mo在常压下的平衡点温度为2695K,与其他实验和理论数据都符合的很好.同时我们还通过径向分布函数和HA指数研究了Mo在熔化过程中的结构变化情况.     

高压下点缺陷铜的弹性性质的研究

运用基于分子间相互作用及Y.Mishin的EAM势,计算得到铜的空位形成能为1.272 eV与实验值符合.对5×5×5、6×6×6、7×7×7、8×8×8各失去一个原子的4种含有不同空位浓度的点缺陷铜系统的弹性系数进行了模拟,并对同一浓度的缺陷晶体在0-35 GPa压强范围内的弹性系数进行了计算,发现空位浓度的提高降低了铜的弹性系数,而压强的增大使得缺陷系统的弹性系数越接近相同压强完整晶体的弹性系数.     

压强下TaB2力学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,在广义梯度近似下运用纯理论计算方法得到TaB2的晶格常数、弹性模量、切变模量和泊松比等力学参数,研究了TaB2在不同压强下的弹性常数、体弹模量和态密度.结果表明:随着压强的增加,TaB2的弹性常数和体弹模量随之增加,而相对晶格常数和相对体积则随着压强的增加而减小;在一定压强下,TaB2沿着c轴方向的压缩性要比a轴方向的大.依据Bardeen-Cooper-Schrieffer超导理论,TaB2在其费米能级处的态密度值随着压强的增加而降低,说明它的超导转变温度Tc随着压强的增加而降低.     

氧化钙高压弹性常数的理论计算

用平面波赝势密度泛函方法和准谐德拜模型,计算了面心立方结构氧化钙的弹性性质,得到的平衡晶格参数与实验值和其他理论值符合得较好. 还得到了0～170 GPa压力范围的弹性常数, 弹性模量及弹性各向异性参量, 与Tsuchiya和Kawamura的理论值相符.     

高压下铝的弹性系数的分子动力学模拟

采用Y．Mishin的EAM势和分子动力学方法,对零温下-15．-20GPa范围内铝的弹性系数进行了研究,得到了弹性系数随压强的变化关系．利用Murnagahan等温状态方程对压强和体积关系进行了拟合,得到铝的零压体模量为73．5GPa．该结果与相关文献资料报导的值在误差范围内符合得很好．通过和实验值的比较,说明该相互作用势的适用范围可以到15GPa．     

高压下ZrB_2的结构和热力学性质的第一性原理计算

利用平面波赝势密度泛函理论计算了ZrB2的基本参数,包括晶格常数、体弹模量、体弹模量对压强的一阶导数,同时通过准谐德拜模型研究了ZrB2热力学性质,给出了不同压强和不同温度下的热容和德拜温度的计算值,发现热容随着压强增加而减小,德拜温度随压强增加而增加.     

氟化锂晶体热输运性质的理论研究

基于第一性原理理论求解玻尔兹曼运输方程的迭代解方法准确计算了氟化锂的晶格热导率.采用实空间有限差分超晶胞方法来计算二阶力常数和三阶的力常数.然后通过二阶力常数和三阶原子力常数计算氟化锂晶体的相关物理性质.结果表明,室温下氟化锂的晶格热导率为13.89W/(m·K),与实验结果一致,这表明这种计算方法可以准确得到这种材料的晶格热导率.     

二硼化钪硬度及高压下弹性性质的第一性原理研究

用密度泛函理论的局域密度近似和广义梯度近似下赝势平面波,得到了二硼化钪的电子结构、硬度及高压下弹性性质。从电子结构上看,二硼化钪的化学键是具有共价、离子及金属键性质的混合键。得到的弹性常数（Cij）、体弹模量（B）和剪切模量（G）与其它结果进行了比较;并得出德拜温度、线性压缩率及泊松比;用布居数得出硬度。