稀土镁合金机器学习势函数的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土镁合金机器学习势函数设计方法，包括：在稀土镁合金固溶度下构建包含晶格常数

【技术实现步骤摘要】
稀土镁合金机器学习势函数的设计方法


[0001]本专利技术涉及稀土镁合金领域，提出了一种稀土镁合金机器学习势函数设计方法
。

技术介绍

[0002]镁是自然界中含量高
、
分布广的化学元素之一，广泛存在于白云石
、
菱镁矿和海水中，我国的镁矿石储备量庞大应用潜力大
。
一方面，镁合金具有比强度高，减震性好，导热性好，电磁屏蔽性能优越等特点，在电子产品中有着广泛的应用，另一方面，镁是一种轻质金属，其密度为钢的
23
％和铝的
66
％，是实现节能减排的首选用材，在航空航天
、
汽车等领域的轻量化过程中扮演着重要作用
。
但是，与铝合金
、
钛合金等轻金属结构材料相比，镁合金的强度较低
、
加工成形性较差等问题限制了其在工业生产中的大规模应用
。
[0003]镁合金室温下塑性差的主要原因下是其室温下滑移方式为基面
<a>
>滑移，只能提供两个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种稀土镁合金机器学习势函数设计方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)
基于密排六方结构的周期性和原子坐标，利用
Material Studio
软件构建稀土镁合金固溶度内不同的结构模型，包括块体结构
、
施加应变的块体结构
、
表面结构以及层错结构；
2)
通过
VASP
软件计算得到结构与能量的对应关系，利用结构与能量关系求出稀土镁合金的晶格常数
、
弹性常数
、
广义层错能以及表面能；
3)
利用深度学习软件
DeePMD
对
DFT
结构
‑
能量数据集进行训练
、
测试，得到分子动力学势函数
—DP
势；
4)
利用
DP
势计算稀土镁合金的晶格常数
、
弹性常数
、
广义层错能和表面能，和经典势函数
MEAM
势的计算结果与
DFT
结果进行比较；
5)
根据广义层错能理论，建立稀土镁合金锥面滑移系的稳定层错能和不稳定层错能的变化与其塑性的变化关系，不稳定层错能和稳定层错能越小，表示镁合金的塑性越好；利用
DP
势对纯镁和稀土镁合金的锥面位错进行大尺度模拟，计算其锥面滑移系的广义层错能曲线，并进行对比，找到其变化规律，与实验结果进行比较
。2.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，从
Material Studio
软件中得到不同结构模型的方法如下：采用
Materials studio
软件建立密排六方结构
Mg
晶体，通过扩胞
、
合金元素置换，得到不同含量的稀土镁合金结构，经
VESTA
软件转化成
POSCAR
格式，得到
VASP
软件进行计算的模型结构
。3.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，获得晶格常数的方法如下：在
Origin
软件的拟合管理器中新建一个拟合函数，即
BM
状态方程，对
VASP
计算多个体积和能量的数据进行非线性曲线拟合得到晶体的平衡体积和平衡能量，并换算成晶格常数
。4.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算晶体的弹性常数的方法如下：在平衡体积下，对晶体进行结构弛豫，并根据形变矩阵，对晶体相应方向施加多次应变，计算不同应变下基态下的平衡能量，并根据应变量和能量的关系，进行非线性曲线拟合，得到晶体弹性常数
C
11
、C
12
、C
13
、C
33
和
C
44
。5.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算广义层错能曲线的方法如下：计算完美晶体超胞的能量和加入层错后超胞的能量，将其求差后再除以层错面面积，就得到了层错能，公式为其中
E

【专利技术属性】
技术研发人员：阚金成，丁志刚，刘伟，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：