【技术实现步骤摘要】
基于原子占位有序化行为的高熵合金构型熵的计算方法
本专利技术属于金属材料构型熵计算领域，具体涉及一种基于原子占位有序化行为的高熵合金构型熵的计算方法。
技术介绍
金属材料与人类社会发展密切相关，大多数合金系统都是以一种金属元素为主，添加不同合金元素而产生不同的合金，例如以Al为主的铝合金，以Fe为主的钢铁材料，以Ti为主的钛合金等。与传统的合金设计概念不同，高熵合金并非仅基于一个或两个元素，而是包含至少五个相等或近似相等原子百分比的主要元素，溶质和溶剂之间没有明显差异。自2004年台湾清华大学叶均蔚教授提出高熵合金设计理念以来，高熵合金的形成机理、混合熵效应，高熵材料的基础研究和应用开发，受到了学者们的广泛关注。一些高熵合金由于其高强度，抗疲劳，抗断裂性，热稳定性，高延伸率，抗辐照性等优异性能，在许多领域的开发和应用上都扮演了重要角色。目前已成功应用于冶金材料，催化剂，磁材料和核材料等。通常认为，高熵合金由于高的混合熵，使得其拥有稳定的性能和简单的结构。一般在进行高熵合金的理论研究都认为原子在晶格上是随机混合分布的，...
【技术保护点】
1.一种基于原子占位有序化行为的高熵合金构型熵的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1、基于高熵合金的相结构，构建相应的亚晶格模型，建立合金体系的端基化合物；/n步骤S2、通过第一性原理VASP计算软件包与声子计算软件包Phonopy相结合，计算高熵合金中各个端基化合物和单质元素的吉布斯自由能热力学数据的离散值；/n步骤S3、根据得到的吉布斯自由能与温度的对应关系，采用相图计算法的函数关系式利用数学软件包MATLAB或ORIGIN进行拟合，得出函数关系式的各个参数，进而建立端基化合物的格式化的热力学数据库；/n步骤S4、根据建立的热力学数据库，运用热力学软件包Th...
【技术特征摘要】
1.一种基于原子占位有序化行为的高熵合金构型熵的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、基于高熵合金的相结构，构建相应的亚晶格模型，建立合金体系的端基化合物；
步骤S2、通过第一性原理VASP计算软件包与声子计算软件包Phonopy相结合，计算高熵合金中各个端基化合物和单质元素的吉布斯自由能热力学数据的离散值；
步骤S3、根据得到的吉布斯自由能与温度的对应关系，采用相图计算法的函数关系式利用数学软件包MATLAB或ORIGIN进行拟合，得出函数关系式的各个参数，进而建立端基化合物的格式化的热力学数据库；
步骤S4、根据建立的热力学数据库，运用热力学软件包Thermo-Calc或Pandat计算各原子在亚晶格的占位信息；
步骤S5、根据各原子在亚晶格的占位信息，采用考虑原子占位有序化倾向的多主元高熵合金体系的构型熵公式计算出构型熵。
2.根据权利要求1所述的基于原子占位有序化行为的高熵合金构型熵的计算方法，其特征在于，所述亚晶格模型包括：
(1)FCC结构高熵合金采用AuCu3为原型的L12结构的双亚晶格模型：
其中Mi代表不同合金元素，表示元素Mi在L12结构的1a亚晶格上的占位分数，表示元素Mi在L12结构的3c亚晶格上的占位分数，其两个亚晶格的原子数比例为1：3；
(2)BCC结构高熵合金采用NiAl为原型B2结构的双亚晶格模型：
其中Mi代表不同合金元素，表示元素Mi在B2结构的1a亚晶格上的占位分数，表示元素Mi在B2结构的1b亚晶格上的占位分数，其两个亚晶格的原子数比例为1：1；
(3)HCP结构高熵合金采用Ni3Sn为原型的D019结构的双亚晶格模型：
其中Mi代表不同合金元素，表示元素Mi在D019结构的2c亚晶格上的占位分数，表示元素Mi在D019结构的6h亚晶格上的占位分数，其两个亚晶格的原子数比例为2：6。
3.根据权利要求1所述的基于原子占位有序化行为的高熵合金构型熵的计算方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
步骤S21、对各个端基化合物和相应单质的室温稳定结构进行结构优化，直到达到能量收敛精度，精度一般为1E-5eV，获得平衡体积；
步骤S22、对每个端基化合物或单质在平衡体积附近选取...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴波，张隆昆，赵艳，杨开焕，刘扬，刘涟，何智汉，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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