[发明专利]Snoek型高阻尼合金间隙原子和置换原子相互作用的表征方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Snoek型高阻尼合金中间隙原子行为的分析表征技术领域，尤其是涉及一种Snoek型高阻尼合金中间隙原子和置换原子相互作用的表征方法。 

背景技术

Snoek型高阻尼合金是基于Snoek弛豫理论发展起来的的新型材料，具有较高的阻尼性能，是重要的结构和功能材料，具有较大的发展空间和广泛的应用前景。根据Snoek弛豫理论，合金中的间隙原子在外加应力的诱发下会再分布，由于上述迁移过程要消耗能量，从而减弱了外应力的作用，产生了阻尼效应。传统的实验手段难以探究间隙原子在上述过程中与置换原子的相互作用情况，阻碍了对该类高阻尼合金弛豫机理的进一步研究。 

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种Snoek型高阻尼合金中间隙原子和置换原子相互作用的表征方法，而借助基于第一性原理的密度泛函理论来研究间隙原子和置换原子的相互作用是新近发展起来的一种有效方法。间隙原子和置换原子相互作用的表征中采用的参数主要包括：某种状态下的结合能、形成能和稳定态间的扩散激活能等。这些参数从不同的角度描述间隙原子和置换原子间的相互作用，共同表征间隙原子和置换原子间复杂的相互作用。 

为了解决上述技术问题，本发明Snoek型高阻尼合金中间隙原子和置换原子相互作用的表征方法予以实现的技术方案是该方法包括以下步骤： 

步骤一、建立三维超晶胞原子模型：根据合金中合金元素的种类，分别建立含有不同置换原子数目的三维超晶胞原子模型，并将间隙原子放置在稳定存在的间隙位置，其中，三维超晶胞原子模型的品格常数＝单胞品格常数×超晶胞维数，而单胞品格常数是高阻尼合金基体金属单胞能量最低时的品格参数，超晶胞维数是满足数据精度要求的维数最小值； 

步骤二、寻求间隙原子在上述模型中的稳定态位置和鞍点位置，计算稳定态位置的体系总能量和鞍点位置的体系总能量； 

(3-1)首先将相邻的稳定态设定为间隙原子在置换原子作用下发生扩散时的始态x和终态y； 

(3-2)根据数据的精度要求，设定要计算的过渡态数目，计算每一过渡态的体系总能量；

(3-3)通过始态、终态以及两者之间的若干过渡态拟合得到鞍点位置的体系总能量 

步骤三、计算三维超晶胞模型中间隙原子和置换原子相互作用的结合能E^bind、形成能E^for和稳定态间的扩散激活能 

根据下述公式(1)计算三维超晶胞模型中间隙原子和置换原子间的结合能E^bind(S，I)： 

Ebind(S,I)=Edeftot(I)+Edeftot(S)-[Edeftot(S,I)+Ereftot]---(1)]]>

公式(1)中，I表示间隙原子，S表示置换原子， 是体系中只有间隙原子一种缺陷时的体系总能量， 是体系中只有置换原子一种缺陷时的体系总能量， 是体系中同时有间隙原子和置换原子时的体系总能量， 是体系中不含有任何缺陷时的体系总能量； 

根据下述公式(2)计算三维超晶胞模型中间隙原子和置换原子间的形成能