分子动力学方法模拟Be高温和高压的状态方程和力学性质

黄晓玉, 何朝政, 宋海珍, 殷复荣, 于荣梅

(南阳师范学院物理与电子工程学院, 河南 南阳 473061)

分子动力学方法模拟Be高温和高压的状态方程和力学性质

黄晓玉, 何朝政, 宋海珍, 殷复荣, 于荣梅

(南阳师范学院物理与电子工程学院, 河南 南阳 473061)

利用分子动力学方法, 采用修正镶嵌原子势函数, 在两组势参数下模拟Be单晶的等温、等压状态方程.通过径向分布函数, 均方根位移随时间的变化分析Be的结构信息.比较两组参数的模拟结果, 第一组势参数作用下体系原子间作用较小, 较易压缩.两组势参数300K等温压率比较,第二组势参数的模拟结果与实验符合的更好.对于弹性常数,第二组势参数不能考虑温度和压强的影响.用第一组势参数计算Be单晶的弹性常数, 根据弹性常数随压强的变化判断材料的低温相变, 相变压强为320GPa, 与第一性原理计算符合较好; 弹性常数随温度增加而减小, 与实验结果相符.总体而言, 第一组势函数能更全面的反映Be单晶的结构特点.

分子动力学方法; 修正型嵌入原子势; 状态方程; 弹性常数

金属铍(Be)是一种重要的战略材料, 在武器系统、原子能、航空航天等工业领域中有着很广泛的应用[1]. 虽然Be原子的电子排布(1s22s2)非常简单, 但是由Be 原子组成的金属却具有非常独特的物理性质如Debye温度高、熔点高、熔化潜热大、热中子吸收截面小、泊松比小等.Be金属薄层被用作激光聚变靶丸的烧蚀层, 另外, 金属Be还被用作核反应堆的中子减速剂、反……