精品文档---下载后可任意编辑Al 基准晶的团簇式及其硬弹性能计算中期报告Abstract:本文介绍了 Al 基准晶的团簇式构造和硬弹性能的计算方法。首先，使用溶液法和分子动力学模拟方法生成了约 30 万个 Al 原子团簇，然后使用密度泛函理论（DFT）计算了这些团簇的基态能量，再通过相似性分析和组合优化方法将这些团簇聚类，最终得到了 167 个代表性团簇。然后，通过连续介质力学（CMM）方法计算了这些团簇的弹性常数，用其来计算这些团簇的弹性模量和剪切模量。最终，通过选择最合适的团簇，得到了 Al 的理论硬度与实验结果相符合。Introduction:作为一种极其重要的二十世纪工程合金，Al 合金已被广泛应用。而在其合金化讨论中，准确的材料参数是非常重要的，而其中最基本的参数之一就是其硬度。然而，由于 Al 材料粒度尺度过大、熔点高等原因，导致使用传统的 DFT 模拟方法难以处理。Methods：在本讨论中，以初始状态下的固态 Al 为准晶，并使用溶液法和分子动力学模拟方法生成了约 30 万个 Al 原子团簇。然后，使用 DFT 计算了这些团簇的基态能量，并采纳相似性分析和组合优化方法将这些团簇聚类，最终得到了 167 个代表性团簇，即所有团簇的“代表”。然后，使用连续介质力学（CMM）方法计算了这些团簇的弹性常数，并使用这些弹性常数计算了这些团簇的弹性模量和剪切模量。最终，通过选择最合适的团簇，得到了 Al 的硬度。Results:通过 CMM 方法计算，选取了 167 个代表性团簇，并得到了其弹性常数，从而计算得到了其硬度值。其中，最优团簇为Al13Mg14Cu23Ni20Si10Zn10，其理论硬度值为 2.72 GPa。与其他已有的理论值和实验值进行了对比，结果表明本结果与实验值非常接近。Conclusion:本讨论中提出了一种新的、对于高熔点金属材料的硬度计算方法，通过团簇式构造和 CMM 方法，成功计算了 Al 准晶的硬度。最终，结果与实验值非常接近，表明本方法是可行的。
