MgO和Cu的弹性常数随温度及压强变化关系的研究

从Anderson-Grüneisen参数定义式和热膨胀系数定义式出发，根据Tallon的普遍化理论,推导出了一个用于计算弹性常数的理论模型,用所得到的理论模型分别计算了MgO和Cu两种固体材料的弹性常数 、 和 随压强以及温度变化的理论数值，并将理论计算结果与Kumar模型计算结果以及相关实验数据进行了比较，对所得到的理论模型计算结果与Kumar模型计算结果之间的差异性进行了分析和探讨。研究结果表明：所推导的理论模型计算结果与实验数据更加符合，并且由于所用的推导方法不依赖于晶体的结构,因此该模型具有更好的合理性和普适性。     

MgO和Cu的弹性常数随温度及压强变化关系的研究

从Anderson-Grüneisen参数定义式和热膨胀系数定义式出发,根据Tallon的普遍化理论,推导出了一个用于计算弹性常数的理论模型,用所得到的理论模型分别计算了MgO和Cu两种固体材料的弹性常数C_(11)、C_(12)和C_(44)随压强以及温度变化的理论数值,并将理论计算结果与Kumar模型计算结果以及相关实验数据进行了比较,对所得到的理论模型计算结果与Kumar模型计算结果之间的差异性进行了分析和探讨.研究结果表明:所推导的理论模型计算结果与实验数据更加符合,并且由于所用的推导方法不依赖于晶体的结构,因此该模型具有更好的合理性和普适性.     

SiH4+H→H2+SiH3反应的约化维数计算

对SiH4+ H→H2+SiH3反应体系应用SVRT模型进行了4维的量子动力学计算.将得到的速率常数与实验数据以及其他理论方法进行比较,得出了一些有意义的结论,并与CH4+H→H2+CH3反应在同种理论模型下做了对比,较好的与实验相吻合.最后验证了理论方法以及势能面的正确性.     

硅酸镁钙钛矿弹性及热力学特性的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理计算,结合准谐德拜模型研究了高压下硅酸镁钙钛矿的弹性及热力学特性. 计算得到的物态方程数据、热容、热膨胀系数等在宽广的温度和压力范围与实验结果及其他理论计算结果吻合. 根据有限应变理论计算了硅酸镁钙钛矿的弹性常数,并讨论了杨氏模量、泊松比、德拜温度、晶体各向异性随压力的变化.     

铀的弹性、能带结构和光学常数的第一性原理计算

采用密度泛函理论,赝势平面波方法计算了金属铀a相的晶体结构,弹性常数,体模量,电子能带结构和光学常数(折射率n和消光系数k)等.其中,铀的晶格参数,弹性常数和体模量等与实验及其它第一性原理计算结果十分吻合.计算得到了铀的光学常数,与实验结果作了对比并进行了分析说明.     

轴向拉伸应变对YBCO涂层导体V-I特性曲线的影响研究

文中实验测试了YBCO涂层导体在77K(液氮)、自场环境、不同轴向拉伸应变情况下的V-I特性曲线,并获得相应的n值。接着,通过对实验数据的拟合建立了一种理论模型,对不同应变下的V-I特性曲线进行了修正,模型修正的结果很好的反映了在实际不同应变情况下的V-I特性曲线变化特征。在此基础上,建立了这种材料n值和应变之间的理论模型,计算结果与实验数据吻合较好。最后,考虑到YBCO涂层导体的n值在材料的弹性区受轴向拉伸应变的影响很小,给出了YBCO涂层导体临界电流与轴向拉伸应变的理论预测模型。通过与实验数据的对比,该理论模型可准确预测任意应变状态下YBCO涂层导体的V-I特性曲线和所对应的n值及其在弹性区的临界电流。     

水下掩埋目标的散射声场计算与实验

水下掩埋目标声散射问题是识别和探测掩埋目标的理论基础, 是声散射研究领域的热点问题. 本文基于射线声学推导了掩埋情况下目标声散射计算的格林函数近似式, 并在此基础上进一步给出了相应的远场积分公式. 在有限元方法的基础上, 将推导得到的公式写入有限元仿真软件, 对软件功能进行拓展, 构建二维轴对称目标的声散射模型, 并计算掩埋情况下弹性实心球在不同条件下的目标强度, 获得了其散射声场随频率、掩埋深度、沙层吸收系数等参数的变化规律. 开展实心球的自由空间和浅掩埋条件下水池声散射实验, 利用共振隔离技术处理实验数据, 提取目标声散射的纯弹性共振特征进行分析, 结果表明可将其用于掩埋目标识别和探测. 最后利用总散射声场与理论计算结果进行对比, 验证了理论仿真的正确性.     

过渡金属铝化物FeAl和CoAl弹性性质的第一性原理研究

本文通过第一性原理计算(密度泛函理论结合均匀形变方法)得到过渡金属铝化物FeAl和CoAl的二阶和三阶弹性常数,这些弹性常数是通过拟合计算出的能量与应力关系得到的。计算结果和理论数据及实验值符合的很好。接下来本文又研究了FeAl和CoAl在不同压强下的弹性性质。不同压强下的弹性常数Cij,体模量B,剪切模量G,泊松比σ 也成功的得到了。B/G比值和柯西压强 PC 都表明在零压下FeAl和CoAl表现出脆性。在压强小于60GPa的情况下,增大压强可以增强它们的韧性,但它们始终表现为脆性。     

用赝势方法计算简单金属的弹性常数

本文利用单参数Heine-Abarenkov模型势及Hubbard-Sham介电函数计算了七种简单金属(Li,Na,K,Rb,Cs,Al和Pb)的二阶与三阶弹性常数,两个可调参数用零温零压下晶体的弹性常数C₄₄与晶格常数的实验值来确定,计算结果与实验值或其他作者的理论计算值符合得比较好,尤其是Al的三阶弹性常数,本文的计算结果比其他作者的计算结果更接近于实验值。 关键词：     

基于HBHE的毫米波辐照下大鼠皮肤温度场研究

推导出了基于高斯分布的毫米波的功率分布函数,并分别根据传统的pennes方程和新提出的HBHE方程以及毫米波在动物皮肤内的传播特性,建立了33.5 GHz毫米波不同辐照强度下的大鼠皮肤的非稳态多层传热模型,在二维柱坐标下进行离散计算,得到了长时间辐照条件的温度变化规律,并将理论结果与实验数据进行了比较,发现HBHE的结果与实测结果更为吻合,特别是在高功率条件辐照下,与实测结果基本一致,验证该理论模型的优越性。     

氢化铒高温高压下的弹性及热力学性质

利用第一性原理平面波赝势密度泛函理论, 并结合准谐德拜模型, 计算了立方萤石结构ErH2在不同温度和压强下的体积、热膨胀系数、体弹模量和等体热容等弹性性质及热力学性质。在温度高于1 100 K的条件下,计算出的等体热容趋近于Dulong-Petit极限。得到了绝对零度、零压强下ErH2的该结构的晶格常数为0.523 2 nm,与实验值0.523 0 nm非常接近。由不同的原胞体积得出了该体系的单点能与原胞体积的关系的数据;从计算出的高压下的弹性常数,根据立方晶系的力学稳定性条件,推断出立方萤石结构ErH2的相变压力约为20 GPa。     

高压下钨弹性和热力学性质的第一性原理研究

本文利用密度泛函理论研究了高压下bcc结构钨的弹性和热力学性质,计算得到钨的晶格常数、体弹模量以及其对压强的一阶偏导与实验值符合较好;在常压下弹性常数计算值与实验值符合较好的基础上,预测了其高压数据.针对钨的固相结构稳定性问题,根据力学稳定判断标准得到0~600 GPa范围内bcc结构是力学稳定的.此外,通过体模量和剪切模量的计算得到bcc结构钨在压力低于600 GPa时的力学性能表现为韧性.最后,基于准简谐德拜模型,成功预测了钨的热膨胀系数、等压热容、等容热容和熵随着压强和温度的变化关系,为钨及其合金的进一步设计及应用提供参考.     

A first-principles study on the structural and elastic properties and the equation of state of wurtzite-type cadmium selenide under pressure

A first-principles investigation on the crystal structural and elastic properties and the equation of state of wurtzite-type cadmium selenide (w-CdSe) has been conducted using the plane-wave pseudo-potential density functional theory and the quasi-harmonic Debye model. The elastic constants, the aggregate elastic moduli, the elastic anisotropy, and Poisson's ratio under pressure have been investigated. Our calculated equilibrium lattice constants, the elastic constants, and the aggregate elastic moduli at zero pressure are in good agreement with the experimental data and other theoretical results. The variations in the compressional and shear elastic wave velocities with pressure at zero temperature up to pressure 2.7 GPa have been studied; the computed Debye temperature at zero pressure and zero temperature is in reasonable agreement with the result of Bonello et al., In addition, the equation of state of w-CdSe in the pressure range of 0–2.7 GPa and up to a temperature of 900 K has also been obtained.     

高压下钨弹性和热力学性质的第一性原理研究

本文利用密度泛函理论研究了高压下bcc结构钨的弹性和热力学性质,计算得到钨的晶格常数、体弹模量以及其对压强的一阶偏导与实验值符合较好;在常压下弹性常数计算值与实验值符合较好的基础上,预测了其高压数据.针对钨的固相结构稳定性问题,根据力学稳定判断标准得到0~600 GPa范围内bcc结构是力学稳定的.此外,通过体模量和剪切模量的计算得到bcc结构钨在压力低于600 GPa时的力学性能表现为韧性.最后,基于准简谐德拜模型,成功预测了钨的热膨胀系数、等压热容、等容热容和熵随着压强和温度的变化关系,为钨及其合金的进一步设计及应用提供参考.     

高压下RhB的相变、弹性性质、电子结构及硬度的第一性原理计算

采用密度泛函理论中的赝势平面波方法系统地研究了高压下RhB的结构相变、弹性性质、电子结构和硬度.分析表明,RhB在25.3 GPa时从anti-NiAs结构相变到FeB结构,这两种结构的弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量和弹性各向异性因子的外压力效应明显.电子态密度的计算结果显示,这两种结构是金属性的,且费米能级附近的峰随着压强的增大向两侧移动,赝能隙变宽,轨道杂化增强,共价性增强,非局域化更加明显.此外,硬度计算结果显示,anti-NiAs-RhB的金属性比较弱,有着较高的硬度,属于硬质材料.     

A first-principles study of the structural and elastic properties of orthorhombic and tetragonal Ca3Mn2O7

The structural and elastic properties of multiferroic Ca3Mn2O7 with ferroelectric orthorhombic （O-phase） and paraelectric tetragonal structures （T-phase） have been studied by first-principles calculations within the generalized gradient approximation （GGA） and the GGA plus Hubbard U approaches （GGA ＋ U）. The calculated theoretical structures are in good agreement with the experimental values. The T-phase is found to be antiferromagnetic （AFM） and the AFM O-phase is more stable than the T-phase, which also agree with the experiments. On these bases, the single-crystal elastic constants （Cijs） and elastic properties of polycrystalline aggregates are investigated for the two phases. Our elasticity calculations indicate Ca3Mn2O7 is mechanically stable against volume expansions. The AFM O-phase is found to be a ductile material, while the AFM T-phase shows brittle nature and tends to be elastically isotropic. We also investigate the influence of strong correlation effects on the elastic properties, qualitatively consistent results are obtained in a reasonable range of values of U. Finally, the ionicity is discussed by Bader analysis. Our work provides useful guidance for the experimental elasticity measurements of Ca3Mn2O7, and makes the strain energy calculation in multiferroic Ca3Mn2O7 thin films possible.     

Study of phase transformation and elastic properties of ThX (X = N,P, As and Sb) under high-pressure

An improved interaction potential model (IIPM) has been formulated to theoretically predict the pressure induced phase transition, elastic properties and thermophysical properties of thorium monopnictides (ThX; X = N, P, As and Sb). The phase transition pressures and volume drop obtained from this model show a better agreement with the available experimental than theoretical results. We have achieved elastic moduli, anisotropy factor, Poisson's ratio, Kleinman parameter, shear and stiffness constants on the basis of the calculated elastic constants. To know the anharmonic properties, we have also computed the third-order elastic constants, first-order pressure derivatives of second-order elastic constants and thermophysical quantities. Our results are in reasonable agreement with available measured and others reported data which supports the validity of model.     

First-Principles Study of Structural,Elastic and Electronic Properties of OsSi

First-principles study of structural, elastic, and electronic properties of the B20 structure OsSi has been reported using the plane-wave pseudopotential density functional theory method. The calculated equilibrium lattice and elastic constants are in good agreement with the experimental data and other theoretical results. The dependence of the elastic constants, the aggregate elastic modulus, the deviation from the Cauchy relation, the elastic wavevelocities in different directions and the elastic anisotropy on pressure have been obtained and discussed. This could be the first quantitative theoretical prediction of the elastic properties under high pressure of OsSi compound. Moreover, the electronic structure calculations show that OsSi is a degenerate semiconductor with the gap value of 0.68 eV, which is higher than theexperimental value of 0.26 eV. The analysis of the PDOS reveals that hybridization between Os d and Si p states indicates a certain covalency of the Os-Si bonds.