本文關(guān)鍵詞：鋯基二元合金力學(xué)性質(zhì)研究及高通量方法的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文利用第一性原理方法系統(tǒng)地研究了鋯基無(wú)序二元合金的力學(xué)性能。研究Zr8Ti8無(wú)序合金時(shí),我們通過(guò)顯式考慮溫度效應(yīng)和組態(tài)熵效應(yīng),從而使得Zr8Ti8的混合能在430攝氏度左右可以從正值向負(fù)值發(fā)生轉(zhuǎn)變,解決了在描述鋯鈦無(wú)序合金熱力學(xué)穩(wěn)定性能時(shí),長(zhǎng)期存在的理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相矛盾的問(wèn)題。在研究完美晶體的應(yīng)力應(yīng)變曲線時(shí),發(fā)現(xiàn)了屈服階段。由于不存在缺陷,所以不能用傳統(tǒng)的缺陷理論來(lái)解釋此現(xiàn)象。于是我們運(yùn)用電子的軌道占據(jù)和態(tài)密度改變來(lái)解釋該現(xiàn)象。研究Zr-Ti、Zr-Hf和Zr-Sc合金時(shí),發(fā)現(xiàn)Zr與Ti形成固溶體時(shí),可以顯著增強(qiáng)力學(xué)韌性。最為重要的是我們發(fā)現(xiàn),這3種Zr-X體系的力學(xué)量都可以很好地用公式y(tǒng)=MZr(1-x)+Mxx+(x-x2)F描述。采用這個(gè)方程,可以快速而準(zhǔn)確地獲得Zr-X體系在任何成分下的力學(xué)性質(zhì),為Zr-X合金材料的研究和設(shè)計(jì)提供高效的工具。鋯基無(wú)序二元合金體系眾多,第一性原理研究存在困難。因此本文借鑒材料基因組的思想,采用高通量計(jì)算的方法來(lái)研究這些合金體系,并建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。我們自主搭建了高通量計(jì)算平臺(tái)HCPMPRA(High throughput Calculating Platform of Mechanical Properties for Random Alloys),該平臺(tái)能在Linux環(huán)境中運(yùn)行、能夠自動(dòng)地構(gòu)建結(jié)構(gòu)、控制計(jì)算、提取和分析數(shù)據(jù),同時(shí)將計(jì)算結(jié)果輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
【關(guān)鍵詞】：鋯基合金 彈性常數(shù) SQSs 材料基因組 高通量計(jì)算平臺(tái) 數(shù)據(jù)庫(kù)
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.414
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 鋯單質(zhì)及其合金7-10
• 1.1.1 鋯的發(fā)現(xiàn)和工業(yè)生產(chǎn)7-9
• 1.1.2 鋯金屬的重要應(yīng)用9-10
• 1.2 材料基因組計(jì)劃10-13
• 1.2.1 材料基因組的起源和背景10-11
• 1.2.2 材料基因組研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)和研究意義13-15
• 第二章 理論計(jì)算方法15-19
• 2.1 第一性原理計(jì)算的基本理論15-16
• 2.1.1 絕熱近似(Born-Oppenheimer)15-16
• 2.1.2 單電子近似16
• 2.2 密度泛函理論16-19
• 2.2.1 Hohenberg-Kohn定理16-17
• 2.2.2 Kohn-Sham方程17-19
• 第三章 Zr_8Ti_8力學(xué)特性第一性原理研究19-33
• 3.1 研究背景19-21
• 3.2 計(jì)算模型和方法21-22
• 3.3 結(jié)果與討論22-32
• 3.3.1 SQS模板22-25
• 3.3.2 結(jié)構(gòu)常數(shù)和混合能25-28
• 3.3.3 彈性常數(shù)和彈性模量28-30
• 3.3.4 單軸應(yīng)力應(yīng)變曲線30-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 鋯基無(wú)序合金力學(xué)性質(zhì)隨合金元素和成分的依賴關(guān)系33-49
• 4.1 研究背景33-35
• 4.2 計(jì)算模型和方法35-38
• 4.2.1 計(jì)算細(xì)節(jié)35
• 4.2.2 SQSs方法35-36
• 4.2.3 彈性常數(shù)投影技術(shù)36-38
• 4.3 結(jié)果與討論38-47
• 4.3.1 SQSs結(jié)構(gòu)38-41
• 4.3.2 合金力學(xué)性質(zhì)隨成分的依賴關(guān)系41-45
• 4.3.3 彈性常數(shù)矩陣的對(duì)稱性偏離量45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第五章 高通量計(jì)算平臺(tái)搭建和數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建49-61
• 5.1 高通量計(jì)算平臺(tái)HCPMPRA49-52
• 5.2 平臺(tái)基本應(yīng)用52-53
• 5.3 平臺(tái)應(yīng)用實(shí)例53-57
• 5.4 鋯基二元合金力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建57-59
• 5.5 本章總結(jié)59-61
• 第六章 全文總結(jié)61-63
• 6.1 論文總結(jié)61
• 6.2 論文特色和創(chuàng)新61-62
• 6.3 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-71
• 致謝71-75
• 碩士期間發(fā)表的論文75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 史昕;;美國(guó)材料基因組戰(zhàn)略對(duì)我國(guó)新材料發(fā)展的啟示[J];當(dāng)代石油石化;2015年07期

2 汪洪;向勇;項(xiàng)曉東;陳立泉;;材料基因組——材料研發(fā)新模式[J];科技導(dǎo)報(bào);2015年10期

3 王海舟;汪洪;丁洪;項(xiàng)曉東;向勇;張曉琨;;材料的高通量制備與表征技術(shù)[J];科技導(dǎo)報(bào);2015年10期

4 韋昭;翟東;邵曉紅;魯勇;張平;;First-principles study of structural, elastic, and thermodynamic properties of ZrHf alloy[J];Chinese Physics B;2015年04期

5 王幸陽(yáng);楊小渝;遲學(xué)斌;;一種計(jì)算材料數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)[J];科研信息化技術(shù)與應(yīng)用;2015年01期

6 王方;;《美國(guó)材料基因組計(jì)劃戰(zhàn)略規(guī)劃》要點(diǎn)解讀會(huì)[J];中國(guó)材料進(jìn)展;2014年Z1期

7 萬(wàn)勇;馮瑞華;姜山;黃健;;美國(guó)材料基因組計(jì)劃實(shí)施的一系列舉措[J];新材料產(chǎn)業(yè);2014年06期

8 李茜;張海亮;;美國(guó)材料基因組計(jì)劃對(duì)我國(guó)的啟示[J];新材料產(chǎn)業(yè);2014年06期

9 于灝;;美國(guó)材料基因組計(jì)劃最新進(jìn)展跟蹤[J];新材料產(chǎn)業(yè);2014年06期

10 趙繼成;;材料基因組計(jì)劃簡(jiǎn)介[J];自然雜志;2014年02期

  本文關(guān)鍵詞：鋯基二元合金力學(xué)性質(zhì)研究及高通量方法的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：412518