为Fe-C系统开发RF-MEAM原子间潜力,以研究温度依赖的弹性性质
Sandesh Risal1, Navdeep Singh2, Andrew Ian Duff3
1Department of Mechanical Engineering, University of Houston, Houston, TX 77204, USA.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 27, 2023
概括
研究人员开发了一种新的铁碳合金的原子间潜力. 这种潜力准确地预测了高温下的弹性特性,这对于设计先进的钢材材料至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算材料科学科学 计算材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
背景情况:
- 钢铁等复杂合金的计算建模受到缺乏准确的原子间电位的阻碍.
- 开发多功能潜力对于大规模模拟和材料设计至关重要.
研究的目的:
- 为铁碳 (Fe-C) 系统开发一个强大的 ReaxFF 反应力场基改性嵌入原子方法 (RF-MEAM) 潜力.
- 准确预测Fe-C合金在高温下的弹性特性.
主要方法:
- 使用密度函数理论 (DFT) 数据 (力,能量,应力张量) 开发并安装RF-MEAM电位参数.
- 采用了两步过过程,涉及MEAMfit代码和分子动力学 (MD) 模拟.
- 通过将计算的弹性常数和声子光谱与DFT和实验数据进行比较来验证潜力.
主要成果:
- 最好的RF-MEAM潜力准确地预测了B1,水泥石和正方体Fe7C3 (O-Fe7C3) 的基态弹性特性.
- 对水泥石和O-Fe7C3的计算的声子光谱与DFT结果有很好的一致性.
- 成功预测了间歇性Fe-C合金和O-Fe7C3的高温弹性特性,与文献一致.
结论:
- 开发的RF-MEAM潜力对于模拟Fe-C系统的高温弹性特性是有效的.
- 这种潜力推动了像钢铁这样复杂合金的计算研究和设计.
