Введение к работе
Актуальность темы. В последние года достигнут значительный
і і
прогресс в исследованиях фазовой стабильности твердых тел, основывающихся на фундаментальных квантово-механических представлениях. Разработка эффективных и точных методов расчета электронной структуры твердых тел, а такте применение ЭВМ, позволяют производить расчеты термодинамических характеристик достаточно сложных систем, близких к реальным, задаваясь только атомными номерами влементов я кристаллической структурой (расчета *из первых принципов"). '
Наибольшие успехи были достигнута в описании физических свойств чистых веществ и стеигометрических упорядоченных соединений, поскольку-в атом случае не требуется дополнительных предположений об их структуре. Среди неупорядоченных систем наибольший успех в отой области достигнут при изучении сплавов замещения. Однако, поскольку существующие стандартные методики . слишком-громоздка, расчеты термодинамических свойств неупорядо-ченных сплавов крайне редки.' Более' того, даже при несамомогла-сованных расчетах электронных спектров существует проблема коректного учета переноса варяда, которнй,во многих случаях може* быть весьма существенным. В связи с этим представляется акту-, альной разработкаметодик, которые, с одной стороны, существен-.Ео сокращали Си вычислительные затраты'по сравнению со стан-' даргннмп методами, а, о другой стороны, давали бы надежные^результаты для физических свойств пеупорядочеЕНЫХ сплавов."
Цель работы
I. Разработка в.рамках террии функционала электронной плотности эффективной схемы расчета электронной структуры и термодинами-
чесних свойств сплавов.
-
Выяснение природы аномального поведения, термодинамических и механических свойств A1-L1 сплавов на основе расчетов электронной структуры неупорядоченных и упорядоченных фаз этой системы.
-
Анализ "из первых принципов"' электронного топологического перехода в системе li-itg и его влияния на термодинамические свойства сплавов.
Научная новизна. Разработан аффективный и последовательный
подход для определения "из первых принципов" электронных характеристик и термодинамических свойств неупорядоченных сплавов замещения с переносом заряда, учитывающий аффекты локального окружения при определении одноэлектронного потенциала и полной энергии..
Впервые рассчитаны электронная структура и термодинамические характеристики мэтастабильной фазы АЦІі и неупорядоченных твердых растворов Ы в А1. Дано объяснение наблюдающимся в этой системе' аномалиям концентрационного поведения параметров решеток и упугих модулей.
Впервые выполнен полностью самосогласованный расчет электронной структуры сплавов системы ll-ug в приближении когерентного потенциала, на основании которого найдена точка электронного топологического перехода, рассчитаны основные термодинамические и тепловые свойства этой системы, Впервые "из первых принципов" получены аномалии в поведении объемного модуля и константы Грюнайзена в этих сплавах в точке перехода.
Практическая значимость работа. Разработана и создана эффективная программа для расчета электронной структуры и термодинамических свойств широкого спектра неупорядоченных сплавов.
Рассчитаны термодинамические характеристики неупорядочен-
них сплавов Al-li и Li-Mg, нашедших в последние года широкое практическое применение в качестве конструкционных материалов в авиастроении я материалов для электронной техники.
Для метастабильной фазы АЦЫ, являющейся основной упрочняющей фазой важного класса конструкционных материалов, рассчитаны важнейшие ее характеристики: антальпия образования, объемный модуль, температура Де бая, постоянная Грюнайзена, которые практически невозможно получить из прямых вкспериментов.
Результаты исследования могут найти применение при создании новых материалов, прогнозировании их свойств, а также, для построения диаграмм состояний.
Основные научные результаты, выносимые на защиту.
-
Методика учета внергетического вклада от флуктуации зарядовой плотности в неупорядоченных сплавах замещения в рамках, приближения когерентного потенциала.
-
Результата расчета электронной структуры я свойств основного состояния упроядоченных и неупорядоченных фаз сплавов бинарных
систем А1-М П bi-Ug.
3. Результаты исследования "из первых принципов*" влияния изме
нения топологии поверхности Ферми па термодинамические свойства
неупорядоченных, сплавов Ы-щ.
Апробация работы.
Основные результаты работы доложены на:
1. Всесоюзном совещании "Вазы физико-химических данных
для оптимизации металлургических технологии* (Куртки,
. 1990 г.Г .
-
3-й Всесоюзной конференции "Квантовая химия. твердого тела" (Рига, 1990 г.)
-
Международной школе' "Численные метода в электронной
теории твердих тел" (Екатеринбург, 1991). 4. Всесоюзном совещании "Моделирование физико-химических
систем и технологических процессов в металлургии".'
(Новокузнецк, 1991). Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано
в 4 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Материал диссертации изло-
