A15型Nb3Al晶格相变与热力学性质的第一性原理计算

摘要：

A15型Nb3Al金属间化合物与Nb3Sn类似,但其具有更好的应力应变容许特性和高场临界电流密度(Jc).由于Nb3Al晶格原子排列的有序度较差,其超导性能对晶格完整性不敏感,且Al含量对Nb3 Al成相及T有较大的影响.因此对相结构的研究对Nb3 Al超导性及热学性质的影响具有理论和实际意义.本文采取第一性原理以及热力学理论计算方法,对Nb3 Al的结构进行晶格相结构转变、原子位移以及热力学性质等系统计算研究.结果发现晶格相结构转变的势垒高于原子的位移势垒,且晶格相结构的转变温度高于Nb3Al的熔化温度.与Nb原子扩散位移相比,Al原子具有更低的位移势垒,且Al原子的"位移温度"低于熔化温度,为1070 K.对于Nb原子位移势垒,通过统计方法得到Nb原子的"位移温度"为2333 K,与实验中得到的Nb3 Al熔化温度2306 K吻合较好,此计算结果表明高温下Nb3 Al的制备主要体现为Al原子的位移,而Nb原子对该化合物的相结构稳定性具有更重要作用.计算结论为更好地理解Nb3 Al制备过程中微观结构演化及扩散反应提供一定的理论依据.

关键词：Nb3Al、相结构、熔点、声子谱

所属期刊栏目：43

分类号：O469;TG146.2;TB383

资助基金：国家磁约束核聚变能发展研究专项;资助的课题

在线出版日期：2022-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：259-265