1 重庆交通大学 理学院， 重庆 400074
2 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所， 四川 绵阳 621900
采用第一性原理与准谐德拜模型研究UO2在高温高压条件下的弹性与热力学性能。UO2在高温高压下仍属离子型晶体，并且弹性性能计算表明，四角方向剪切常数在高温与高压下均保持稳定。高温下弹性常数C44 没有明显变化，而高压下C44 迅速增大。体积模量、剪切模量与杨氏模量均随压强增加而增大; 高温条件下，体积模量、剪切模量与杨氏模量也未出现明显的降低，表明UO2 在高温度高压下均可保持良好的力学性能。不同压强下，UO2定容热容均随温度迅速增大，并在1000 K 附近趋近于杜隆-佩蒂特极限。德拜温度则随温度降低，随压强升高。在低于室温条件下，热膨胀系数随温度急剧增加; 温度继续增加，系数的增加趋势则逐渐变缓。计算结果还表明，UO2 的热膨胀系数在相同条件下，远小于其他核材料。
第一性原理 准谐德拜模型 弹性常数 热力学性能 UO2 UO2 first principles quasi-harmonic Debye model elastic constants thermodynamic properties
1 乐山师范学院 物理与电子工程学院， 四川 乐山 614004
2 四川大学 原子与分子物理研究所， 成都 610065
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
利用第一性原理平面波赝势密度泛函理论,并结合准谐德拜模型,计算了立方萤石结构ErH2在不同温度和压强下的体积、热膨胀系数、体弹模量和等体热容等弹性性质及热力学性质。在温度高于1 100 K的条件下，计算出的等体热容趋近于Dulong-Petit极限。得到了绝对零度、零压强下ErH2的该结构的晶格常数为0.523 2 nm，与实验值0.523 0 nm非常接近。由不同的原胞体积得出了该体系的单点能与原胞体积的关系的数据；从计算出的高压下的弹性常数，根据立方晶系的力学稳定性条件，推断出立方萤石结构ErH2的相变压力约为20 GPa。
弹性常数 热力学性质 密度泛函理论 准谐德拜模型 elastic constant thermodynamic property density functional theory quasi-harmonic Debye model erbium dihydride ErH2
1 四川师范大学 信息技术学院, 成都 610101
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
基于密度泛函理论, 采用全势线性缀加平面波加局域轨道方法和广义梯度近似研究了ZrH2的结构与弹性性质。结果表明: 在基态条件下, ZrH2的晶格常数计算值与实验值及其它理论值相当吻合。在考虑声子作用的前提下, 采用准谐德拜模型成功获得了不同条件下(0~50 GPa, 0~1 300 K) ZrH2的热容、热膨胀系数和德拜温度等热力学性质。结果表明: 定压热容预测值随温度升高而增大, 并逐渐接近佩蒂特-杜隆极限；随压强增加, 德拜温度呈增加趋势；随温度增加, 德拜温度呈减小趋势；在压强一定的条件下, 热膨胀系数随温度的升高而增大, 且在高温高压条件下, 热膨胀系数的增加趋势变缓。
准谐德拜模型 热力学性质 第一性原理 热膨胀系数 quasi-harmonic Debye model thermodynamic properties ZrH2 ZrH2 first-principles thermal expansion coefficient
1 四川大学原子与分子物理研究所,成都,610065
2 中国工程物理研究院西南流体物理研究所冲击波与爆轰物理实验室,绵阳,621900
在准谐近似下,利用准谐德拜模型通过亥母霍兹自由能构造出了铝在低于熔点温度范围内的物态方程和热力学特性.研究表明,在广泛的温度和压强范围内,铝的体积弹性模量和对应体积与有效的实验值一致,且其静态物态方程以及不同温度和压强下的热容量、熵、热膨胀系数等热力学特性也与有效的实验结果符合的很好.
热力学特性 铝 准谐德拜模型 Thermodynamic properties Aluminum Quasi-harmonic Debye modle 原子与分子物理学报
2005, 22(4): 735
