TiC/Ni固液界面异质形核行为的第一性原理分子动力学模拟 被引量：1

1

作者 王文菲 康瑶 +3 位作者 黄盛星 黄昊 王旭东 姚曼 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2673-2683,共11页

本文借助第一性原理分子动力学方法和密度泛函理论,针对四种TiC/Ni固液界面,从原子的异质形核行为与界面的电子性质两方面综合分析,进一步研究TiC促进Ni异质形核的机制。结果表明:TiC(100)、[Ti]-TiC(111)、[C]-TiC(111)基底均可诱导出N... 本文借助第一性原理分子动力学方法和密度泛函理论,针对四种TiC/Ni固液界面,从原子的异质形核行为与界面的电子性质两方面综合分析,进一步研究TiC促进Ni异质形核的机制。结果表明:TiC(100)、[Ti]-TiC(111)、[C]-TiC(111)基底均可诱导出Ni的预形核层(Pre-nucleation layer,PNL),且界面PNL的层间及面内有序度排序均为:[Ti]-TiC(111)/Ni>[C]-TiC(111)/Ni>TiC(100)/Ni。[Ti]-TiC(111)与PNL的Ni原子之间的强相互作用及化学键合使得其诱导出的PNL有序度最高。而TiC(110)基底无法诱导液体Ni原子形成预形核层,相较于上述三种基底,其促进Ni原子形核的能力最弱。在降温过程中,液相中剩余的Ni原子通过在TiC(100)、[Ti]-TiC(111)及[C]-TiC(111)基底诱导出的PNL作为过渡层的基础上,随温度的降低在PNL外侧聚集成簇,形成稳定的晶核。 展开更多

关键词 TiC/Ni固液界面 预形核层 异质形核 第一性原理分子动力学模拟

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网络修饰体对铝硅酸盐系玻璃微观结构的影响:第一性原理分子动力学模拟 被引量：1

2

作者 龚海明 宋斌 +2 位作者 赵高凌 汪建勋 韩高荣 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2018年第2期134-139,共6页

铝硅酸盐玻璃体系是玻璃工业中的重要体系,具有较好的化学稳定性、较高的机械强度和低膨胀系数。本文采用第一性原理分子动力学模拟研究了几种网络修饰体对铝硅酸盐系玻璃的微观结构的影响,研究发现当M/Al=1/2(M=Ca,Mg)或者R/Al=1(R=Na... 铝硅酸盐玻璃体系是玻璃工业中的重要体系,具有较好的化学稳定性、较高的机械强度和低膨胀系数。本文采用第一性原理分子动力学模拟研究了几种网络修饰体对铝硅酸盐系玻璃的微观结构的影响,研究发现当M/Al=1/2(M=Ca,Mg)或者R/Al=1(R=Na,K)时,铝全部转变为铝氧四面体,此时玻璃结构并不像传统理论认为的形成一个完整的三维网络,而是存在一定数量的非桥氧。通过对径向分布函数,键角分布、配位数、Qn等方面的分析,讨论了网络修饰体的性质对Si以及Al的局部环境的影响。研究表明网络修饰体的电场强度(z/r^2)是影响铝硅酸盐玻璃微观结构的主要因素。网络修饰体在提供游离氧使网络解聚的同时,还有积聚断键的作用,并且电场强度越大,积聚作用越强,网络的连贯性越好。 展开更多

关键词 铝硅酸盐玻璃 网络修饰体 第一性原理分子动力学模拟 微观结构

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Al_(89)La_6Ni_5非晶合金的第一性原理分子动力学模拟 被引量：1

3

作者 田华 《原子与分子物理学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期987-992,共6页

采用第一性原理分子动力学(AIMD)方法模拟Al89La6Ni5合金的退火过程,结合双体相关函数和配位多面体(团簇)分布分析了体系短程有序结构随温度的演化.结构分析表明,非晶态Al89La6Ni5原子短程有序结构近似密堆排列;在非晶形成过程中,Al原... 采用第一性原理分子动力学(AIMD)方法模拟Al89La6Ni5合金的退火过程,结合双体相关函数和配位多面体(团簇)分布分析了体系短程有序结构随温度的演化.结构分析表明,非晶态Al89La6Ni5原子短程有序结构近似密堆排列;在非晶形成过程中,Al原子周围短程有序结构几乎没有发生变化,而La和Ni原子周围环境发生明显改变,由此推测,La原子的加入改变了Ni原子周围的短程有序结构,因而增加了Al-La-Ni体系的非晶形成能力;Al原子和Ni原子间存在Al-Ni共价键作用,电子态密度的计算说明,费米面附近Al-p和Ni-d之间电子的相互作用是Al-Ni原子间形成局域共价键的原因. 展开更多

关键词 金属非晶 短程有序结构 第一性原理分子动力学 非晶形成能力

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机器学习原子间势分子动力学模拟在电化学储能材料研究中的应用进展

4

作者 林奕希 蒋雨桥 +6 位作者 冯相民 要腾宇 夏颖慧 刘振辉 郑明波 申来法 许真铭 《中国材料进展》 北大核心 2025年第4期330-348,共19页

电化学储能材料研究领域对分子模拟有着切实的需求,而经典分子动力学和从头算分子动力学模拟因无法兼顾精度和效率的问题限制了分子模拟的广泛应用。近年来,基于机器学习方法构建原子间势模型得到了快速的发展,机器学习原子间势分子动... 电化学储能材料研究领域对分子模拟有着切实的需求,而经典分子动力学和从头算分子动力学模拟因无法兼顾精度和效率的问题限制了分子模拟的广泛应用。近年来,基于机器学习方法构建原子间势模型得到了快速的发展,机器学习原子间势分子动力学模拟可以兼顾经典分子动力学模拟的计算效率和从头算分子动力学模拟的准确性。为了更好地呈现机器学习原子间势分子动力学模拟技术在电化学储能材料研究领域的应用进展和前景,重点介绍了其在固体电解质、电解液、电极/电解质(液)界面等研究领域的应用,并总结了材料领域机器学习原子间势及其分子动力学模拟所存在的挑战和机遇。 展开更多

关键词 分子动力学模拟 第一性原理计算 机器学习 分子力场 电化学储能材料

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PVDF单轴拉伸的第一性原理和分子动力学模拟

5

作者 曾凡林 孙毅 刘一志 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期46-50,共5页

为得到聚偏二氟乙烯(PVDF)的大变形拉伸特性,应用第一性原理方法模拟了β相PVDF分子链的在单轴拉伸下的能量及构型变化,得到了β相分子链拉伸过程中发生断裂时的临界键长、临界断裂能量、临界拉力以及分子链弹性系数的变化规律.接着用... 为得到聚偏二氟乙烯(PVDF)的大变形拉伸特性,应用第一性原理方法模拟了β相PVDF分子链的在单轴拉伸下的能量及构型变化,得到了β相分子链拉伸过程中发生断裂时的临界键长、临界断裂能量、临界拉力以及分子链弹性系数的变化规律.接着用一种新颖的方法构造了无定形PVDF的立方元胞模型并用于单轴拉伸的分子动力学模拟.模拟中分别考虑链不被拉断和链允许被拉断两种情况.第1种情况下,拉伸应变率分别为1010,109和108s-1,得到了应力应变关系和构型变化;第2种情况下,拉伸应变率分别为109s-1,5×108s-1和准静态,得到了应力应变关系和断裂前后的构型.同时分析了一些关键的形变信息和影响模拟结果的一些关键因素.模拟结果表明,不仅对于理解PVDF的拉伸变形机制具有较重要意义,而且对于其他无定形材料的拉伸模拟具有参考价值. 展开更多

关键词 PVDF 单轴拉伸 第一性原理 分子动力学 断裂

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单壁碳纳米管储氢的第一原理分子动力学模拟 被引量：3

6

作者 王丽莉 王朝阳 +1 位作者 唐永建 冯建鸿 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期488-492,共5页

本文用第一性原理平面波赝势方法模拟研究了手性单壁碳纳米管与氢分子的相互作用,考察了碳纳米管直径对储氢性能的影响.对单壁碳纳米管储氢的模拟结果表明:(1)物理吸附时,H_2可以吸附在空腔内,也可以吸附在管与管之间的空隙中,纳米管内... 本文用第一性原理平面波赝势方法模拟研究了手性单壁碳纳米管与氢分子的相互作用,考察了碳纳米管直径对储氢性能的影响.对单壁碳纳米管储氢的模拟结果表明:(1)物理吸附时,H_2可以吸附在空腔内,也可以吸附在管与管之间的空隙中,纳米管内部的氢吸附力均高于管外,而"完好无损"的H_2分子不能够穿过管壁而进入管内.(2)化学吸附时,碳纳米管对氢的吸附首先出现在管的边缘附近,碳纳米管局部会发生形变,SWCNTs的张力会随C—H键的增加而增大,系统不稳定.(3)随着直径的增加,纳米管内、外的氢吸附力差异减小. 展开更多

关键词 单壁碳纳米管 储氢 物理吸附 化学吸附 第一性原理分子动力学

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分子动力学模拟及其在金属陶瓷复合材料中的应用现状 被引量：2

7

作者 魏翔宇 张快 +1 位作者 孙腾飞 李运刚 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1-6,共6页

综述了分子动力学模拟的应用现状,主要对分子动力学模拟在界面、晶面缺陷、材料力学性能三个方面的研究做了介绍,对分子动力学模拟在金属陶瓷复合材料制备和研究中的应用做了总结,并对其应用前景进行了展望。

关键词 金属陶瓷 分子动力学 第一性原理 计算机模拟

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超纳米金刚石薄膜结构相变的第一原理分子动力学研究 被引量：1

8

作者 王丽莉 万强 +1 位作者 胡文军 赵晓平 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期932-936,共5页

纳米金刚石薄膜的结构相变非常复杂,对稳定性和物理性质又尤为重要.本文用第一性原理分子动力学模拟研究了超纳米金刚石薄膜的结构相变和表面重构.研究发现,纳米金刚石的表面碳团簇通过断开(111)面的σ键,形成具有碳六元环结构的石墨碎... 纳米金刚石薄膜的结构相变非常复杂,对稳定性和物理性质又尤为重要.本文用第一性原理分子动力学模拟研究了超纳米金刚石薄膜的结构相变和表面重构.研究发现,纳米金刚石的表面碳团簇通过断开(111)面的σ键,形成具有碳六元环结构的石墨碎片;内部原子sp3杂化向sp2杂化转化的发生是从(111)面上成对C原子向石墨相转化时形成π键的过程中获得了能量,驱动石墨的转变由表层向心部逐渐进行.转变过程中存在一种洋葱状富勒烯和金刚石结构共存的过渡相——Bucky-diamond,表面悬空键的消除和表层的富勒烯外壳最大限度地降低了表面能和系统总能量,Bucky-diamond结构稳定存在. 展开更多

关键词 超纳米金刚石 表面重构 第一性分子动力学 计算机模拟

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温稠密物质模拟的第一性原理方法进展

9

作者 张航 陈默涵 《物理学进展》 北大核心 2024年第2期49-72,共24页

温稠密物质(Warm Dense Matter,WDM)是介于凝聚态物质和等离子体之间的一种过渡状态的物质,也是行星物理、实验室天体物理和惯性约束聚变等高能量密度物理领域的前沿科研方向。温稠密物质的量子效应显著,具有部分电离、强耦合、电子简... 温稠密物质(Warm Dense Matter,WDM)是介于凝聚态物质和等离子体之间的一种过渡状态的物质,也是行星物理、实验室天体物理和惯性约束聚变等高能量密度物理领域的前沿科研方向。温稠密物质的量子效应显著,具有部分电离、强耦合、电子简并和热效应等重要的物理性质,因此需要采用量子力学的基础理论来描述。近年来,基于量子力学的第一性原理计算模拟方法发展迅速,逐渐成为了深入理解温稠密物质性质的有效工具。一方面,直接将凝聚态物理和材料科学中广泛适用的第一性原理方法应用于温稠密物质面临着巨大的挑战,特别是在宽温区和极端高压等极端条件下,需要不断改进现有的第一性原理算法和软件。另一方面,基于机器学习的分子动力学方法发展迅速,也给温稠密物质模拟带来了新的工具。在这篇综述中,我们首先回顾了适用于温稠密物质模拟的传统第一性原理方法,包括Kohn-Sham密度泛函理论方法和无轨道密度泛函理论方法。其次,我们介绍了近年来发展的新方法和软件,例如改进的第一性原理方法和随机密度泛函理论方法,后者已在国产开源密度泛函理论软件原子算筹(ABACUS)中实现。以上新方法可以显著提升温稠密物质的计算规模和效率,从而提升温稠密物质的结构、动力学和输运系数等性质的计算精度。 展开更多

关键词 温稠密物质 第一性原理 分子动力学 机器学习 原子算筹

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地核温压条件下铁的深度学习分子动力学模拟

10

作者 杨俊逸 何宇 孙士川 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1188-1197,共10页

铁(Fe)是地核中的主要元素,研究铁在地核温压条件下的状态方程及热力学性质对理解地核至关重要。为高效地构建出准确和稳健的势能面模型,本文使用第一性原理数据为初始数据,利用深度势能生成器对地核内温压下构型进行采样,通过深度神经... 铁(Fe)是地核中的主要元素,研究铁在地核温压条件下的状态方程及热力学性质对理解地核至关重要。为高效地构建出准确和稳健的势能面模型,本文使用第一性原理数据为初始数据,利用深度势能生成器对地核内温压下构型进行采样,通过深度神经网络训练出深度学习势,完成对大体系超胞的深度学习分子动力学高精度模拟。所构建的地核温压下铁的深度势能,与第一性原理计算结果相吻合。利用该势能,可实现内核温压下超过10000原子体系的高精度分子动力学模拟,计算出密堆六方(hcp)和体心立方(bcc)结构铁的密度和状态方程。本文利用深度势能方法提高了计算效率、保证了计算精度同时可利用于大规模体系、多晶体系,为更接近地球内部条件物质状态、性质的模拟打下基础。 展开更多

关键词 第一性原理 深度势能 分子动力学 高温高压 状态方程

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钚表面钝化层抗氢蚀机理的微观动力学模拟 被引量：2

11

作者 孙博 刘海风 +1 位作者 宋海峰 郑晖 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第B05期81-89,共9页

采用基于范德华密度泛函的vdW-DF（＋U）方法，通过系统的第一性原理电子结构计算和分子动力学模拟，研究了两种钚钝化层（PuO2和PuN）的表面电子结构性质，以及表面与H2分子相互作用的微观动力学行为．结果显示：（1）H2很难靠近PuO2... 采用基于范德华密度泛函的vdW-DF（＋U）方法，通过系统的第一性原理电子结构计算和分子动力学模拟，研究了两种钚钝化层（PuO2和PuN）的表面电子结构性质，以及表面与H2分子相互作用的微观动力学行为．结果显示：（1）H2很难靠近PuO2表面，与表面发生“碰撞-解离”的几率很小，自钝化层PuO2具有抗氢蚀作用：但是，一方面H2解离后H原子在PuO2表面的吸附放热稳定，另一方面在缺氧条件下PuO2薄层会转化成a-Pu2O3，而H2能穿过a-PuzOs到达钚层，所以PuO2的抗氢蚀性能并不可靠．（2）H2在PuN表面的微观动力学行为与在PuO2表面类似，H2极难解离且H原子的吸附热力学上不稳定：相对于PuO2，PuN的成分单一、稳定而且结构致密，PuN具有比PuO2更好的抗氢蚀性能．我们希望本工作能为钚表面钝化防护技术的发展提供理论基础和依据． 展开更多

关键词 表面钝化 钚氧化物 钚氮化物 表面氢蚀 第一性原理分子动力学

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四面体非晶碳结构建模的第一性原理模拟方法 被引量：1

12

作者 高巍 朱嘉琦 +2 位作者 武洪臣 张华芳 崔向中 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第A02期232-234,共3页

在实验上对非晶材料进行原子尺度研究的手段十分有限,通过模拟的方法可以弥补实验的不足,介绍了一种利用第一性原理对四面体非晶碳进行结构建模的方法。采用基于密度泛函理论的分子动力学方法,对密度范围从2.6～3.2g/cm3的四面非晶碳进... 在实验上对非晶材料进行原子尺度研究的手段十分有限,通过模拟的方法可以弥补实验的不足,介绍了一种利用第一性原理对四面体非晶碳进行结构建模的方法。采用基于密度泛函理论的分子动力学方法,对密度范围从2.6～3.2g/cm3的四面非晶碳进行了结构模拟。其中交换相关能量泛函、假想电子质量和冷却速度等模拟参数对结构建模有较大的影响。通过改变这些模拟参数可以获得与实验值接近的结构。 展开更多

关键词 非晶碳 第一性原理 密度泛函理论 分子动力学

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氧化铝含量对玻璃原子间作用力影响的第一性原理计算

13

作者 杨雨婷 李浩田 +2 位作者 宋斌 赵高凌 韩高荣 《材料科学与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期883-887,共5页

本研究通过第一性原理分子动力学模拟,探讨了氧化铝含量对(1-x)SiO_(2)-xAl_(2)O_(3)玻璃体系中原子间作用力的影响。研究结果表明,玻璃原子间作用力的变化是键能和结构演变共同作用的结果。随着氧化铝含量的增加:当x小于0.5时,键能因... 本研究通过第一性原理分子动力学模拟,探讨了氧化铝含量对(1-x)SiO_(2)-xAl_(2)O_(3)玻璃体系中原子间作用力的影响。研究结果表明,玻璃原子间作用力的变化是键能和结构演变共同作用的结果。随着氧化铝含量的增加:当x小于0.5时,键能因素占主导,总体键能下降促使玻璃的禁带宽度减小,在一个大气压大小的拉力下,原子运动距离增加,从而导致原子间作用力减弱,抗拉强度下降;当x大于0.5时,结构因素占主导,结构致密度上升促使玻璃的禁带宽度增大,从而导致原子间作用力增强,抗拉强度上升。 展开更多

关键词 第一性原理分子动力学 硅铝二元玻璃 电子结构 应力模拟

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第一性原理计算约束宏观地质现象的微观机制

14

作者 高子越 邱昆峰 +5 位作者 罗炳程 刘鑫 龙政宇 于皓丞 张靖源 邓军 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1972-1996,共25页

微观尺度物理化学机制随着时间推移和空间尺度放大,逐步累积形成在地球系统中能够被直观观测到的大规模地质过程。揭示地质作用过程中隐藏在宏观表象下的微观机制一直是地球科学研究的重要内容。近年来,随着计算能力的提高和计算方法的... 微观尺度物理化学机制随着时间推移和空间尺度放大,逐步累积形成在地球系统中能够被直观观测到的大规模地质过程。揭示地质作用过程中隐藏在宏观表象下的微观机制一直是地球科学研究的重要内容。近年来,随着计算能力的提高和计算方法的进步,基于量子力学原理的理论计算方法——第一性原理计算,以精度高、效率高、应用灵活且所得结果可以媲美实验等优势,为构建宏观与微观之间的桥梁提供了一个有力途径。本文归纳总结了第一性原理计算的基本原理,梳理了使用第一性原理计算在研究宏观地质现象的微观机制领域取得的新认识,侧重论述了第一性原理计算在研究矿物物理化学性质、深部熔体性质、同位素分馏机理、元素地球化学行为等方面的应用,并展望了第一性原理计算在未来可能遇到的挑战和发展趋势,为微观机制的计算模拟研究提供帮助。第一性原理计算的发展和应用,增强了人们对地球系统微观机制的理解,为未来地球科学的研究提供了新思路。 展开更多

关键词 第一性原理计算 晶格振动频率计算 分子动力学模拟 深部地球 矿物结构 流/熔体

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Ni、Fe杂质在LBE中的化学行为的深度势能分子动力学研究

15

作者 梁汝婷 薄涛 +3 位作者 聂长明 张蕾 柴之芳 石伟群 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2376-2387,共12页

液态铅铋共晶(LBE)与结构材料的相容性,是其在先进反应堆中应用的难题之一。实验方法研究材料腐蚀产生的杂质原子在LBE中的扩散性质等化学行为较为困难,而传统的理论计算包括密度泛函理论(DFT)和经典分子动力学(MD)方法分别存在模拟尺... 液态铅铋共晶(LBE)与结构材料的相容性,是其在先进反应堆中应用的难题之一。实验方法研究材料腐蚀产生的杂质原子在LBE中的扩散性质等化学行为较为困难,而传统的理论计算包括密度泛函理论(DFT)和经典分子动力学(MD)方法分别存在模拟尺度与模拟精度的限制。为了解决这一问题,本文采用近年提出的基于DFT计算、机器学习和深度神经网络的深度势能(DP)力场训练方法。该方法通过DFT计算生成数据集进行深度学习,得到能准确描述原子间作用力的DP模型。使用DP模型进行MD模拟,既能具有DFT的精度也能进行大体系和长时间尺度的模拟。本文研究了杂质原子Ni、Fe在LBE中的微观结构和扩散系数,同时计算了LBE的密度、热容、黏度等热物理性能参数。结果表明,杂质原子与Bi原子有更强的作用力,温度升高,原子间的作用力减小,两种杂质原子有着相似的配位情况,但Ni原子的配位数(CN)分布较为分散,Fe的CN较为集中,Ni相对于Fe在LBE中有更快的扩散速度。预测的密度、热容、黏度等热物理性能参数与实验结果吻合良好,并且优于经典力场MD的结果。 展开更多

关键词 LBE 热物理性质 扩散系数 第一性原理 分子动力学 机器学习

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第一性原理拟合氦钛两体作用势 被引量：3

16

作者 吴仲成 彭述明 +2 位作者 孙铁英 杨茂年 刘琼 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期492-494,共3页

分子动力学研究氦钛两体相互作用涉及3种体系势能函数的表述。文章讨论其中氦氦相互作用势及氦钛相互作用势,分析不同势能函数形式描述氦与金属作用势的区别。Lennard-Jones势较好描述分子晶体特别是惰性固体之间的作用势,在金属钛与氦... 分子动力学研究氦钛两体相互作用涉及3种体系势能函数的表述。文章讨论其中氦氦相互作用势及氦钛相互作用势,分析不同势能函数形式描述氦与金属作用势的区别。Lennard-Jones势较好描述分子晶体特别是惰性固体之间的作用势,在金属钛与氦原子之间的相互作用时,在小于平衡位置的条件下,Born-Mayer势的排斥势太强,未较好反映实际氦钛原子作用,而采用量子化学第一性原理的方法,并结合相关的实验参数拟合氦钛两体相互作用势在近程作用上存在明显的优势。 展开更多

关键词 分子动力学 势能函数 量子化学第一性原理

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第一性原理计算在电化学腐蚀中的应用研究进展 被引量：2

17

作者 王勇 张微微 +2 位作者 李永存 张旭昀 孙丽丽 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第12期159-169,共11页

第一性原理从微观角度对材料性质进行模拟和研究,是一种涉及材料科学、物理学、化学、计算机科学及人工智能的计算方法。近年来,第一性原理计算应用于材料电化学腐蚀领域,可在原子层面分析腐蚀和氧化的微观作用机理和微观机制,从电子层... 第一性原理从微观角度对材料性质进行模拟和研究,是一种涉及材料科学、物理学、化学、计算机科学及人工智能的计算方法。近年来,第一性原理计算应用于材料电化学腐蚀领域,可在原子层面分析腐蚀和氧化的微观作用机理和微观机制,从电子层面解释腐蚀产生的内在原因,为腐蚀科学研究开辟了一条新思路和研究方向。本文通过对现有研究成果调研分析,阐述了第一性原理基本方法,综述了第一性原理计算在材料表面吸附与扩散、钝化膜及界面稳定性、元素掺杂及夹杂相溶解、缓蚀与电池电化学、高熵合金及非晶合金腐蚀等方面的研究机理及国内外研究进展。全文总结了第一性原理在腐蚀各领域应用存在的问题,在腐蚀过程直接表征、材料定量建模计算、非晶结构和非晶相建模、腐蚀全过程模拟等方面亟待开展深入研究。最后对第一性原理计算应用于腐蚀研究的发展方向进行了展望。本文对于研究金属表面吸附对腐蚀性能的影响机理、讨论钝化膜与界面稳定性和破坏机理、揭示元素掺杂与析出相诱发基体腐蚀的本质、深入理解缓蚀机理并设计新型缓蚀剂,以及描述高熵合金或非晶结构中局域结构动态演化过程等方面有重要的理论指导意义,对于扩展第一性原理在腐蚀科学研究中的应用具有很好的指导价值。 展开更多

关键词 第一性原理计算 第一性原理分子动力学 腐蚀 电池电化学 非晶合金

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可控单键生成和表征的第一性原理研究

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作者 袁岚峰 李群祥 +2 位作者 杨金龙 侯建国 朱清时 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期543-548,共6页

WilsonHo等人利用扫描隧道显微镜 (STM)针尖对吸附在Ag( 1 1 0 )表面的Fe、Cu原子和CO分子进行操纵 ,并让一个或两个CO分子与金属原子成键。本文使用团簇模型对此体系进行了密度泛函研究 ,得到体系吸附构型 ,模拟其STM图像 ,并计算出了... WilsonHo等人利用扫描隧道显微镜 (STM)针尖对吸附在Ag( 1 1 0 )表面的Fe、Cu原子和CO分子进行操纵 ,并让一个或两个CO分子与金属原子成键。本文使用团簇模型对此体系进行了密度泛函研究 ,得到体系吸附构型 ,模拟其STM图像 ,并计算出了实验测量到的振动频率 ,同时预言了CO在另外四种金属表面的吸附构型和C—O伸缩振动频率。这六种金属可以按照其d轨道是否充满分为两类 。 展开更多

关键词 单分子 STM图像模拟 可控单键 第一性原理 吸附构型 振动频率

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难熔高熵合金辐照损伤计算模拟研究进展

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作者 李靖 张晨 +7 位作者 徐西强 魏峥 张怡卓 SHEHU Adam Ibrahim 张平 苏钲雄 施坦 卢晨阳 《中国材料进展》 北大核心 2025年第1期74-83,123,124,共12页

核能具有高能量密度、零碳排放、可持续性强以及稳定供电等优点,受到了世界各国的广泛关注。然而,关键堆芯材料长时间暴露在高温、高剂量的中子辐照环境下,不可避免地产生各种类型的辐照损伤缺陷,对材料的力学性能及服役寿命提出了严峻... 核能具有高能量密度、零碳排放、可持续性强以及稳定供电等优点,受到了世界各国的广泛关注。然而,关键堆芯材料长时间暴露在高温、高剂量的中子辐照环境下,不可避免地产生各种类型的辐照损伤缺陷,对材料的力学性能及服役寿命提出了严峻的挑战。难熔高熵合金具有较高的熔点、良好的高温力学性能以及抗辐照性能,在先进高温核反应堆结构材料方面具有很大的应用潜力。由于难熔高熵合金的多样性与合金中主元的复杂性,合金中辐照缺陷的基本热力学与动力学性质为目前研究的主要方向,对理解合金抗辐照损伤机理至关重要。目前的研究主要采用第一性原理和分子动力学等原子尺度模拟计算方法,随着研究的深入,在更高空间尺度和更长时间尺度的辐照损伤演化计算研究方面也取得了初步进展。围绕近年来核用难熔高熵合金点缺陷与缺陷团簇能量性质、辐照缺陷的产生与分布、辐照缺陷的扩散与演化3个方面的模拟计算研究进展进行了总结,并在此基础上对核用难熔高熵合金的下一步辐照损伤模拟研究作出展望。 展开更多

关键词 难熔高熵合金 辐照损伤 缺陷行为 第一性原理计算 分子动力学

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赝电容超级电容器的理论模拟研究进展

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作者 邢甫旭 覃琪 +3 位作者 王龙康 黎裕冰 徐帅凯 莫唐明 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第8期3004-3018,共15页

赝电容器兼具高能量密度与高功率密度的独特优势,在储能领域备受关注。过去十年间,研究人员对赝电容材料的研发与性能提升取得了显著进展。然而,赝电容界面的复杂性和快速充放电特性使得传统实验表征难以全面揭示其离子传输与电荷转移机... 赝电容器兼具高能量密度与高功率密度的独特优势,在储能领域备受关注。过去十年间,研究人员对赝电容材料的研发与性能提升取得了显著进展。然而,赝电容界面的复杂性和快速充放电特性使得传统实验表征难以全面揭示其离子传输与电荷转移机制,如何全面解析赝电容的微观机理,依然是该领域的难点问题。本综述系统梳理了赝电容理论的发展历程,重点厘清了其与双电层电容及电池行为的本质区别。基于近期的研究进展,深入探讨了理论模拟方法在赝电容机理研究中的关键作用,包括第一性原理计算、隐式溶剂化模型、分子动力学模拟、从头算分子动力学、连续介质输运模型以及多尺度耦合方法的应用。这些模拟技术为解析赝电容材料的界面反应动力学、离子传输机制及结构性能关系提供了重要理论支撑,为高性能赝电容器的设计指明了方向。 展开更多

关键词 赝电容 第一性原理 分子动力学 隐式溶剂化模型 多尺度耦合

在线阅读 下载PDF 职称材料