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原文传递一种筛选强韧性FeAl晶界的方法

专利名称：	一种筛选强韧性FeAl晶界的方法
摘要：	本发明公开了一种筛选强韧性FeAl晶界的方法，包括一：建立不同重位点阵密度FeAl晶界结构模型，并基于该晶界结构模型确定合理参数进行结构优化；二：利用步骤一中的合理参数，对各个晶界结构的界面结合能、界面断裂功和电子态密度，获得上述各FeAl晶界结构的力学性能，获得上述各FeAl晶界结构的力学性能；三：通过步骤二的计算结构，对比分析，依据各个晶界的力学性能，筛选出理论上具有较强韧性的FeAl晶界结构，并明确该种强韧性的FeAl晶界结构的微观机理。采用本方法可以快速获得具有高强韧性FeAl晶界的结构，并在电子层次明确其强韧化机理，为FeAl晶界设计提供理论指导，缩短实验周期，并且降低研发成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京工业职业技术学院
发明人：	陈煜
专利状态：	有效
申请号：	CN201811049266.X
公开号：	CN109187337A
代理机构：	南京天翼专利代理有限责任公司 32112
代理人：	尚于杰
分类号：	G01N19/04(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N19
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区中山东路532-2号
主权项：	1.一种筛选强韧性FeAl晶界的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、模型构建：采用Materials Studio软件的建模工具建立FeAl的晶胞模型，并进行收敛性测试以确立合理参数，采用合理参数基于密度泛函理论的第一性原理线性轨道软件DMol3对FeAl晶胞模型进行结构优化，然后根据优化的FeAl晶胞模型，分别建立不同重位点阵密度FeAl晶界结构；并分别建立Fe和Al单原子的晶胞模型；步骤二、计算模拟：利用步骤一中的晶界结构和合理参数，计算各个晶界结构的界面结合能、界面断裂功和电子态密度，获得上述各FeAl晶界结构的力学性能，并明确这些晶界结构力学性能的微观机理；1)、界面结合能的计算公式如式(1)所示：EIn＝Etot‑2*Ecle (1)其中，EIn为界面结合能，Etot表FeAl示晶界体系的总能，Ecle表示晶界纯净界面能，Eln小于0且绝对值越大，表示界面结合力越大，界面越稳定；而Eln大于零，则表示界面较为不稳定，或不容易形成；纯净界面模型采用FeAl晶界结构的一半，经过结构弛豫后，计算其能量作为晶界纯净界面能Ecle的值；FeAl晶界体系结合能Ecoh的计算公式如式(2)所示：Ecoh＝[Etot(Fe‑Al)‑E(Fe)·NFe‑E(Al)·NAl)]/(NFe+NAl) (2)其中，Ecoh为FeAl晶界体系结合能，Etot为Fe‑Al晶界体系的总能，E(Fe)和E(Al)分别为Fe和Al原子的基态能量，NFe和NAl分别为Fe和Al原子在FeAl晶界体系中的原子个数；2)、界面断裂功用于量化不同相界面的结合强度，其计算公式如式(3)所示：W＝(‑1/2SIn)·EIn (3)其中，W为界面断裂功，Sln为晶界横截面积，与式(1)中一样，EIn为界面结合能；3)、采用Materials Studio软件的电子态密度的分析功能和Origin的绘图功能，绘制上述各FeAl晶界结构的电子态密度图，并进行分析，明确这些晶界结构力学性能的微观机理；步骤三：针对步骤二的计算结构，进行对比、分析，并依据各个晶界的力学性能，筛选出理论上具有较强韧性的FeAl晶界结构。
所属类别：	发明专利