金属晶界力学性质的计算机模拟

本文扼要介绍了基于原子间相互作用的计算机模拟方法以及它们应用于研究金属晶界上所取得的成功.文中列举了晶界的生成、原子弛豫结构、杂质偏聚和空位迁移等几个方面的工作作为例证.此外,对这种模拟方法的局限性作了评论.      

固态物质分子动力学模拟中的半固定近邻法

对于固态物质的分子动力学计算机模拟,本文提出的半固定近邻法比近邻包法提高计算速度1-5倍,使一般的分子动力学模拟实验可以在超微机中实现.     

用分子动力学方法模拟零温下铜及其掺银或铋的晶界结构

本文采用五参数对势和固定体积的假定,应用分子动力学方法模拟了零温下纯Cu、Cu-Ag和Cu-Bi合金的晶界弛豫结构,计算结果表明,在上述情况下,原子分布在平行晶界面的两个方向是周期性的,在垂直晶界面的方向是镜面对称的。两种合金弛豫结构与纯铜的结构差别不大,铋原子周围的铜原子离铋原子较近,而银原子周围的铜原子离银原子较远。     

α铁晶界熵及表面张力的分子动力学模拟

晶界也是一种界面。表面张力是晶界的一个重要的热力学量。本文采用计算机分子动力学模拟(CMD)方法计算 α-Fe,∑=9 的晶界在不同温度和压力下的表面张力,结果与实验值的比较是满意的。发现熵对晶界的表面张力的贡献是很小的,通常可以忽略不计。     

高压气体状态方程的计算机模拟

在解决某些特殊条件下的力学问题时,有时需要知道几十万大气压下的高压气体状态方程。这种高压状态方程难以用实验方法得到。从分子间相互作用势出发采用近似的统计模型导出理论状态方程是一种可行的办法。例如,在计算凝聚炸药爆轰产物性质时所用过的LJD状态方程(基于Lennard-Jones和Devonshire笼子模型的状态方程)就是其中之一。为了考察它与实际符合的程度,以便在更广的范围内使用这种类型的状态方程,本文采用Monte Carlo方法对高压气体的行为进行了直接的计算机模拟,将计算的等温线与LJD模型的结果进行了比较。     

双原子分子晶体体系振动弛豫的温度效应

本文用分子动力学模拟方法计算同核双原子分子晶体的振动弛豫速率。结果显示出,这种弛豫的速率是极其迅速的,且弛豫时间T_υ与体系的平均动能E的关系是1nT_V=a bE~(0.8).