クラスター変分法によるＢ２規則相中の転位芯構造の解析

簇变分法分析B2有序相位错核心结构

基本信息

批准号：
13J02373
负责人：
山田泰徳
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成25年度にクラスター変分法（CVM）に基づくB2規則相中の転位芯構造のモデル計算を行った。更に、CVM とNudged Elastic Band法（NEB）を組み合わせることでパイエルスポテンシャルおよびキンク対の運動の活性化エネルギーの計算を行い、B2規則相の異常強化現象と相平衡の関係について考察した。しかしながら、上記の計算は格子振動および局所緩和の効果を考慮していない。より厳密な計算を行うためには、転位芯構造に対するこれらの効果を評価する必要がある。この問題を解決する為に、平成26年度にsimplified Gaussian CVMという手法を提案した。本年度は、上記のsimplified Gaussian CVMをより強堅な枠組みの中で定式化し、自然な形で(simplified Gaussian) CVMに格子振動および局所緩和の効果を導入することに成功した。具体的には、古典統計力学に基づき、連続な実空間における分配関数から自由エネルギー関数を近似的に導出した。モデルの理論的および数値的な検証に時間を要し、simplified Gaussian CVMによる転位芯構造の計算には至らなかった。しかしながら、平成25年度に既に従来のCVMによるB2規則相中の転位芯構造の計算を示しており、同様の手順によってsimplified Gaussian CVMを用いたより厳密な計算が可能であると言える。本手法の構築過程で得られた、メビウスの反転公式に基づく振動の自由エネルギーの計算手法を国際学会（PTM2015）で学会発表し、本手法を日本金属学会2015年秋季講演大会と雑誌MATERIALS TRANSACTIONSにて報告した。また、本手法の応用例としてCu-Au二元系の相境界の計算を行い日本金属学会2016年春季講演大会で報告した。

在2013年，基于群集变异方法（CVM）进行了B2有序相中错位核心结构的模型计算。此外，通过结合CVM和裸露的弹性带方法（NEB），计算了Peiers电位和扭结对运动的活化能，并检查了B2排序相的异常增强现象与相位平衡的关系之间的关系。但是，上述计算未考虑晶格振动和局部放松的影响。为了执行更严格的计算，有必要评估这些对错位核心结构的影响。为了解决这个问题，我们提出了一种称为简化高斯CVM的方法。今年，我们在更强的框架内制定了上述简化的高斯CVM，并成功地以自然方式将晶格振动和局部缓解的效果成功引入了简化的高斯CVM。具体而言，基于经典的统计力学，在连续的真实空间中的分区函数近似自由能函数。该模型的理论和数值验证花费了时间，并且没有使用简化的高斯CVM来完成错位核心结构的计算。但是，在2013年，已经显示了使用常规CVM的B2排序阶段中错位核心结构的计算，可以说，使用简化的高斯CVM进行更严格的计算，可以通过相同的步骤实现。国际科学学会（PTM2015）介绍了基于Mobius的反转公式计算振动的自由能的方法，并在日本金属科学学会2015年秋季秋季讲座会议和杂志材料交易中报告了该方法。此外，作为该方法的应用示例，在日本金属学会的2016年春季讲座会议上计算了Cu-Au二元系统的相边界计算。