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1、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：稀土固溶強化鎂合金作用機理的第一性原理研究設(shè)計(論文)的基本內(nèi)容：1.熟練掌握VASP軟件的控制命令，了解理論晶格常數(shù)及彈性系數(shù)的作用和性質(zhì)。2.熟悉Mg-RE固溶體的晶體結(jié)構(gòu)及相關(guān)的部分力學(xué)性質(zhì)。3.掌握利用第一性原理計算分析Mg-RE固溶體的力學(xué)性質(zhì)，并根據(jù)計算結(jié)果預(yù)測其性能。畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分：題目： 設(shè)計或論文專題的基本內(nèi)容：學(xué)生接受畢業(yè)設(shè)計（論文）題目日期 第 周指導(dǎo)教師簽字：年
2、月 日[鍵入文字]稀土固溶強化鎂合金作用機理的第一性原理研究作者姓名：王睿指導(dǎo)教師：孟祥穎副教授單位名稱：理學(xué)院專業(yè)名稱：應(yīng)用物理學(xué)東北大學(xué)2012年6月[鍵入文字][鍵入文字]First-PrincipleCalculationsontheMechanismofSolidSolutionStrengtheninginMg-REAlloysbyWangRuiSupervisor:X.Y.MengNortheasternUniversityJune2012[鍵入文字]東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄目錄摘要1Abstract2第1章緒
3、論31.1鎂合金的發(fā)展現(xiàn)狀及前景31.1.1鎂合金的發(fā)展現(xiàn)狀31.1.2鎂合金的發(fā)展前景41.2第一性原理方法51.3本工作的研究內(nèi)容及意義51.4鎂及鎂合金61.4.1概述61.4.2鎂的基本性質(zhì)61.4.3鎂合金的特性71.5稀土鎂合金81.5.1稀土在鎂合金中的作用81.5.2稀土對鎂合金的固溶強化8第2章密度泛函理論122.1密度泛函簡介122.2密度泛函理論基本概念122.2.1從波函數(shù)到電子密度122.2.2Hohenberg-Kohn定理132.2.3Kohn-Sham方程142.3交換關(guān)聯(lián)函162.3.1局域密度近
4、似（LDA）162.3.2廣義梯度近似（GGA）172.4VASP軟件簡介18[鍵入文字]東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄第3章Mg-RE固溶體結(jié)構(gòu)及彈性模量的計算模型203.1固溶體結(jié)構(gòu)與性能的計算20第4章稀土鎂合金的性質(zhì)第一性原理研究294.1電子結(jié)構(gòu)294.2晶格常數(shù)、形成能和結(jié)合能304.3彈性常數(shù)及合金性能32第5章結(jié)論37參考文獻38結(jié)束語41外文原文42外文翻譯49概要491.緒論492.第一性原理理論503．鎂合金發(fā)展的第一性原理計算513.1相圖計算熱力學(xué)模型的能量學(xué)513.2鎂的溶質(zhì)-空位結(jié)合能553.3β-Mg
5、17Al12的點缺陷形成能594.結(jié)論61致謝61參考文獻61[鍵入文字]東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要摘要鎂合金是目前實際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，它具有密度小、高比強度、高比剛度、優(yōu)良的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性、良好的尺寸穩(wěn)定性、電磁屏蔽性和易于回收等特性。但鎂合金的強度總的來說均低于鋁合金，此外，高溫性能差也是阻礙鎂合金廣泛應(yīng)用的主要原因之一。所以提高鎂合金的室溫和高溫強度是鎂合金研究中要解決的首要問題。在鎂合金中添加稀土元素能明顯提高鎂合金的室溫和高溫強度。本文以鎂稀土合金為研究對象，從原子尺度研究了鎂稀土合金固溶體的一些熱學(xué)和力學(xué)基
6、本性能。我們利用基于第一性原理的VASP(ViennaAb-initioSimulationPackage)軟件包，系統(tǒng)研究了8種Mg-RE(RE=SC,Y,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm)固溶體的晶格常數(shù)及彈性常數(shù)（包括體模量、剪切模量、楊氏模量以及泊松比等）。通過形成能和結(jié)合能的計算，我們首先判斷了Mg-RE合金的熱學(xué)及力學(xué)穩(wěn)定性；然后利用能量-應(yīng)變關(guān)系模型，計算不同成分下的固溶體的彈性常數(shù)，分析了彈性常數(shù)與合金力學(xué)性能的關(guān)系；最后由體模量、剪切模量、楊氏模量以及泊松比等，預(yù)測了Mg-RE固溶體的部分力學(xué)性質(zhì)。關(guān)鍵詞：第一
7、性原理，固溶強化，稀土鎂合金，彈性常數(shù)61東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）AbstractAbstractMg-basedalloysarethelighteststructurematerialsforvariousapplicationalloys,duetotheirlowdensity,highspecificstrength,highspecificstiffness,excellentheatconductionandelectricconduction,gooddimensionstability,electromagnet
8、icshieldingandeasyrecovery.However,thestrengthofMgalloysisinferiortoAl-alloys.TheuseofMg-alloyshasbeenlimitedduetopoorhighte
