壓力、溫度和化學組分都可以作為改變材料的物理和化學狀態的基本參數,其中高壓是尋找新型功能材料或探索已知物質的新形態的重要技術手段之一。這是因為高壓可以提供數倍于常壓的物質形態。在高壓作用下,物質可以通過兩種方式實現轉變,一種是壓力使得物質內部的原子間距減小、軌道重疊而發生相變。另一種是壓力可以降低物質的化學反應勢壘,使得原本常壓不會發生化學反應的物質形成新物質。Li-Al合金具有比重輕、密度低和力學性能優良的特點,在航空航天領域具有重要的應用前景。此前關于Li-Al體系的相關研究主要集中于已有材料的改性方面,關于其高壓結構的研究還未見報道。本論文采用基于粒子群優化算法的CALYPSO軟件包并結合第一性原理計算方法,對Li_xAl(x=1,2,3)化合物在0-100GPa壓強區間內的結構和物理性質進行深入系統地研究,取得成果如下:1.研究發現LiAl常壓下的最穩定結構Fd-3m相,與已有報道相一致。全新的正交Pnma相,其能量上與Fd-3m在低壓下非常接近,且動力學穩定。當壓強P=26.8GPa時,LiAl相變到Pm-3m相,LiAl體系中所有的結構都是熱動力學穩定的...

【文章頁數】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 高壓下材料結構和性質研究的意義
    1.2 晶體結構預測方法
    1.3 本文選題目的及意義
    1.4 國內外研究現狀
    1.5 本論文的主要內容
第2章 理論基礎
    2.1 絕熱近似簡介
    2.2 單電子近似簡介
    2.3 密度泛函理論(DFT)簡介
        2.3.1 Hohenberg-Kohn定理簡介
        2.3.2 Kohn-Sham方程
        2.3.3 周期性邊界條件
        2.3.4 布洛赫定理
        2.3.5 局域密度近似與廣義梯度近似
第3章 第一性原理計算方法和相關計算資源
    3.1 基于密度泛函理論的第一性原理計算方法
    3.2 本論文使用的計算資源和相關軟件簡介
        3.2.1 硬件計算資源與設備簡介
        3.2.2 相關軟件簡介
第4章 Li-Al合金的結構與性能研究
    4.1 研究背景
    4.2 計算細節與方法
    4.3 LiAl的結構與性質研究
    4.4 Li₂Al的結構與性質研究
    4.5 Li₃Al的結構與性質研究
第5章 結論
參考文獻
致謝
作者簡介
攻讀碩士學位期間研究成果



本文編號：3999519