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单轴应变条件下Fe从α到ε结构相变机制的第一性原理计算

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卢志鹏, 祝文军, 卢铁城, 刘绍军, 崔新林, 陈向荣. 2010: 单轴应变条件下Fe从α到ε结构相变机制的第一性原理计算, 物理学报, 59(6): 4303-4312.
引用本文: 卢志鹏, 祝文军, 卢铁城, 刘绍军, 崔新林, 陈向荣. 2010: 单轴应变条件下Fe从α到ε结构相变机制的第一性原理计算, 物理学报, 59(6): 4303-4312.
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Lu Zhi-Peng, Zhu Wen-Jun, Lu Tie-Cheng, Liu Shao-Jun, Cui Xin-Lin, Chen Xiang-Rong. 2010: The mechanism of structure phase transition from α Fe to ε Fe under uniaxial strain:First-principles calculations, Acta Physica Sinica, 59(6): 4303-4312.
Citation: Lu Zhi-Peng, Zhu Wen-Jun, Lu Tie-Cheng, Liu Shao-Jun, Cui Xin-Lin, Chen Xiang-Rong. 2010: The mechanism of structure phase transition from α Fe to ε Fe under uniaxial strain:First-principles calculations, Acta Physica Sinica, 59(6): 4303-4312.
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单轴应变条件下Fe从α到ε结构相变机制的第一性原理计算

  • 中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室,绵阳621900;四川大学物理科学与技术学院,成都610064;中国人民武装警察部队成都指挥学院,成都610213

  • 中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室,绵阳621900;四川大学物理科学与技术学院,成都610064

  • 四川大学物理科学与技术学院,成都,610064

  • 北京师范大学物理系,北京,100875

  • 中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室,绵阳621900

The mechanism of structure phase transition from α Fe to ε Fe under uniaxial strain:First-principles calculations

  • 摘要: 采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,研究了沿[001]方向单轴应变条件下Fe从体心立方结构(bcc,α相)到六角密排结构(hcp,ε相)相变的临界压力、相变路径、相变势垒以及相变过程中原子磁性的变化.结果发现:单轴应变条件下Fe从α到ε结构的相变路径与以前理论计算模拟给出的静水压力条件下的相变路径明显不同;原子磁矩沿着相变路径突然降低,同时伴随着能量和体积的突然变化,是典型的一阶磁性相转变,表明原子磁性的丧失导致了bcc结构不稳定而向hcp结构转变.对单轴应变下吉布斯自由能的计算表明,相变势垒随着单轴应变的增加(压力的增加)而降低.同时还就单轴应变条件对相变影响的物理机制进行了讨论.
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出版历程
  • 刊出日期:  2010-06-30

单轴应变条件下Fe从α到ε结构相变机制的第一性原理计算

  • 中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室,绵阳621900;四川大学物理科学与技术学院,成都610064;中国人民武装警察部队成都指挥学院,成都610213
  • 中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室,绵阳621900;四川大学物理科学与技术学院,成都610064
  • 四川大学物理科学与技术学院,成都,610064
  • 北京师范大学物理系,北京,100875
  • 中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室,绵阳621900

摘要: 采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,研究了沿[001]方向单轴应变条件下Fe从体心立方结构(bcc,α相)到六角密排结构(hcp,ε相)相变的临界压力、相变路径、相变势垒以及相变过程中原子磁性的变化.结果发现:单轴应变条件下Fe从α到ε结构的相变路径与以前理论计算模拟给出的静水压力条件下的相变路径明显不同;原子磁矩沿着相变路径突然降低,同时伴随着能量和体积的突然变化,是典型的一阶磁性相转变,表明原子磁性的丧失导致了bcc结构不稳定而向hcp结构转变.对单轴应变下吉布斯自由能的计算表明,相变势垒随着单轴应变的增加(压力的增加)而降低.同时还就单轴应变条件对相变影响的物理机制进行了讨论.

English Abstract

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