第一性原理分子動(dòng)力學(xué)對(duì)非晶合金局域原子結(jié)構(gòu)的模擬的開題報(bào)告

第一性原理分子動(dòng)力學(xué)對(duì)非晶合金局域原子結(jié)構(gòu)的模擬的開題報(bào)告一、研究背景和意義非晶合金是指由兩個(gè)以上金屬元素組成，以非晶態(tài)存在的固態(tài)合金。非晶態(tài)的材料具有許多獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，如高硬度、低粘度、低熱導(dǎo)率、強(qiáng)的抗腐蝕性等，被廣泛應(yīng)用于航天、汽車、船舶、醫(yī)療等領(lǐng)域。但是，由于非晶合金的局域原子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易通過實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行表征，因此需要采用計(jì)算模擬方法來深入研究其微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。第一性原理分子動(dòng)力學(xué)（FPMD）是一種基于量子力學(xué)的模擬方法，可以在原子水平上模擬材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。利用FPMD方法可以在原子時(shí)間尺度上模擬非晶合金固態(tài)結(jié)構(gòu)的行為，研究局域原子結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，揭示非晶態(tài)材料的本質(zhì)和未知現(xiàn)象，提高材料的設(shè)計(jì)和制造能力，從而促進(jìn)材料科學(xué)的發(fā)展。二、研究?jī)?nèi)容和主要思路本文將采用FPMD方法，利用VASP等軟件工具實(shí)現(xiàn)非晶合金的局域原子結(jié)構(gòu)的模擬。具體研究?jī)?nèi)容包括：1.建立非晶合金模型：選取合適的金屬元素，建立非晶合金模型，考慮非晶合金的成分、組成、結(jié)構(gòu)和形成機(jī)制等因素，模擬合金的初始狀態(tài)。2.模擬非晶合金的動(dòng)力學(xué)行為：通過FPMD方法模擬非晶合金的熱膨脹、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)等動(dòng)力學(xué)行為。3.分析非晶合金局域原子結(jié)構(gòu)：利用FPMD計(jì)算非晶合金各原子之間的相互作用、局域連接性等結(jié)構(gòu)因素，分析非晶合金的微觀結(jié)構(gòu)和局域原子結(jié)構(gòu)。4.驗(yàn)證模擬結(jié)果：將FPMD模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證模擬結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。三、研究預(yù)期和應(yīng)用價(jià)值本文將對(duì)非晶合金的局域原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的研究，通過FPMD模擬揭示非晶態(tài)材料的本質(zhì)和未知現(xiàn)象，為理解非晶態(tài)材料的性質(zhì)提供了重要的參考依據(jù)。此外，非晶合金在材料科學(xué)的許多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，本文的研究結(jié)果將對(duì)材料的制造、改性和應(yīng)用提供幫助，從而推動(dòng)材料科學(xué)的發(fā)展。四、研究進(jìn)度計(jì)劃1.第一階段（1-2周）：文獻(xiàn)資料調(diào)研與收集，了解非晶合金的研究現(xiàn)狀。2.第二階段（2-3周）：熟悉VASP等軟件工具，掌握FPMD模擬方法。3.第三階段（4-5周）：建立非晶合金的模型，模擬非晶合金的動(dòng)力學(xué)行為。4.第四階段（3-4周）：分析局域原子結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證模擬結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。5.第五階段（2周）：寫論文，撰寫總結(jié)和討論，修改并完善論文。五、參考文獻(xiàn)1.Wang,W.H.,Lu,Z.P.,Suo,Q.L.,etal.(2004).Bulkmetallicglasses.MaterialsScienceandEngineering:R:Reports,44(2),45-89.2.Falk,M.L.,&Langer,J.S.(1998).Dynamicsofviscoplasticdeformationinamorphoussolids.PhysicalReviewE,57(6),7192-7205.3.Kelchner,C.L.,Plimpton,S.J.,&Hamilton,J.C.(1998).Dislocationnucleationanddefectstructureduringsurfaceindentation.PhysicalReviewB,58(17),11085-11088.4.Guo,S.,&Liu,C.T.(2014).Structuralandfunctionalmetallicglasses.MaterialsToday,17(4),183-194.5.Cheng,Y.Q.,&Ma,E.(2011).Atomic-levelstructureandstructure–proper