高压高温条件下铍弹性性能数值模拟

稀有金属, 2016, 40(10): 1002-1007. doi: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY15020803

高压高温条件下铍弹性性能数值模拟

李婷婷 ^1, , 何力军 ^2, , 李国龙 ^3, , 梁森 ^4, , 许德美 ^5, , 钟景明 ^6,

1.宁夏大学宁夏光伏材料重点实验室,宁夏银川,750021

2.宁夏大学宁夏光伏材料重点实验室,宁夏银川,750021

3.宁夏大学宁夏光伏材料重点实验室,宁夏银川,750021

4.宁夏大学宁夏光伏材料重点实验室,宁夏银川,750021

5.西北稀有金属材料研究院稀有金属特种材料国家重点实验室,宁夏石嘴山,753000

6.西北稀有金属材料研究院稀有金属特种材料国家重点实验室,宁夏石嘴山,753000

基金项目: 宁夏自然科学基金项目(NZ14038)资助国家自然科学基金项目(11062010,51474177)

关键词：铍 , 密度泛函 , 弹性性能 , 高压 , 高温

Numerical Analysis on Elastic Properties of Beryllium under High Pressure or High Temperature

Keywords： beryllium , density functional theory , elastic properties , high pressure , high temperature

基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势方法对密排六方结构(hcp)铍(α-Be)的弹性性能进行了第一性原理计算研究.利用Material Studio软件的CASTEP模块并采用广义梯度近似(GGA)完成计算.分别得到了铍单晶体的弹性常数,铍多晶体的体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比等参数对外加静水压变化(0～100 GPa)和对环境温度(0～1300 K)变化的变化规律.还利用第一性原理数值模拟方法对体心立方结构(bcc)的铍(B-Be)的弹性性能进行了计算.计算结果与文献实验数据符合度高.结果显示:各弹性参数值随压力的增长而单调增加,升温过程的影响作用则相反;描述铍晶体变形耦合性的C12和C13对压力或温度变化比其他弹性参数更为敏感;加压过程使铍晶格结构参数c/a值增加并趋向理想密排值,而在温升过程中这个值则持续降低;加压过程是一个原子密堆度提高的过程,据此对铍高压hcp-fcc(面心立方结构)相变的可能性和实现形式进行了讨论.

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