B2FeAl合金晶格动力学的嵌入原子模型计算.pdf

第32卷 第2期 稀有金属材料与工程 V01．32．No2 2003年2月 RAREMETALMATERlALSAND Fbbmarv2003 ENGINEERJNe B2FeAl合金晶格动力学的嵌入原子模型计算 孔毅，胡望宇，黄杨程，舒小林 (湖南大学，湖南长沙410082) 摘要：应用改进分析型EAM模型，系统计算rB2FeAl合金的晶格动力学性能，包括晶格常数、形成热、弹性常数、声子 谱、态密度、比热、德拜温度和热膨胀系数等，并将计算结果与已有实验数据及其他理论计算结果进行了比较。总的柬说， 仅从合金组成元素的性质出发，不涉及舍金本身性质而构建的改进分析型EAM模型成功地描述了B2FeAl合金原于间 的相互作用，所得汁算结果与实验值符合很好。 关键词：B2FcAl合金；改进分析型EAM模型；晶格动力学性能 中图法分类号：TGl46．2+l文献标识码：A 文章编号：J002一185xf2003)02．0087．04 有单成为新一代高温结构材料的FeAl基金属间 系的能量，通过求出力常数和动力学矩阵，就可以得 化合物台金，由于其低廉的成本、较低的密度、很好的 到体系的振动声子谱，而通过声子谱，进一步就可以 耐磨性及优异的抗蚀能力，近年来受到广泛关注…。 得到态密度和一些热力学性能参数，如形成热、比热、 而随着计算技术的发展，材料的计算机模拟逐渐成为 德拜温度等。 材料科学研究的第3种方法，日益广泛应用于材料科 1．2 改进分析型EAM模型 学研究的各个方面。采用计算机模拟B2FeAl合金的 在改进分析型EAM模型中，一个原子体系的总 能量…为： 性能2“1，成为研究FeAl基台金的重要手段。近年 来，张邦维、胡望字等人发展了一种新型的改进分析 (3) 型EAM理论”l，并应用于元素的品格动力学性能计 El=∑[州p¨÷∑币(n，)Ⅷ(叫 算∽“…。本文将此模型应用到B2FeAl合金上，在仅 P．=∑一啊) (4) 需考虑合金组成元素的基本物理参数，不涉及合金本 身性质的情况下，计算了B2FeAl合金的晶格动力学 只=∑-厂2(～) f51 性能，获得了良好的结果。 式中咖(r)为有效对努，f’(pJ为嵌入能量，舯(PJ项为 修正项，肼是原子；处的电子密度，P。为基体电子密 1 理论模型 度中原子的电子密度非球对称部分的贡献。以下选定 1．1 晶格动力学理论 F(p)，时(P)和八r)的函数形式： 由晶格动力学理论“”可知，声子谱可由久期方程 (6) F(p)=一凡[1一nln(去)】(去)“ 求得： I仉口(g)一6。口∞2(q)l=o (1) (7) 肿)=“{，一一【_(-n㈦)2】} 式中，动力学矩