Materiales elásticos
Contenido
[MBBT51]H. J. McSkimin, W. L. Bond, E. Buehler y G. K. Teal. Measurement of the elastic constants of silicon single crystals and their thermal coefficients. Phys. Rev., 83:1080-1080, Sep 1951. doi:10.1103/PhysRev.83.1080.
[PMM+06](1, 2, 3) Alfonso Pedone, Gianluca Malavasi, M. Cristina Menziani, Alastair N. Cormack y Ulderico Segre. A new self-consistent empirical potential model for oxides, silicates, and silica-based glasses. The Journal of Physical Chemistry B, 110(24):11780-11795, 2006. doi:10.1021/jp0611018.
Cálculo del módulo de volumen Vasp
La temperatura elástica de Debye se evalúa según la receta de Anderson (1963), donde la velocidad media del sonido se evalúa numéricamente como una integral sobre todas las direcciones de propagación. La temperatura de Debye es proporcional a la velocidad media del sonido, vm:
La temperatura de Debye elástica y la velocidad del sonido promediada no se reportan si las constantes elásticas calculadas no producen velocidades del sonido físicamente significativas en algunas direcciones (por ejemplo, si ciertos valores de Cij o sus combinaciones son negativos cuando deberían ser positivos). Esto puede ocurrir en el caso de cálculos de baja calidad o de cálculos que no hayan sido precedidos de una optimización de la geometría (incluida la optimización de los parámetros de la red).
La dureza Vickers en GPa se evalúa basándose en la fórmula empírica de Tian (2012) que expresa la dureza en términos de los módulos policristalino de masa, B, y de cizallamiento, G, (utilizando la relación del módulo de Pugh, k=G/B):
La expresión empírica de la dureza Vickers no puede aplicarse si el módulo de cizalladura calculado es negativo (esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando los ajustes de cálculo no son suficientemente precisos). En tal caso, el informe resumido no incluirá la dureza.
Constantes elásticas
Propósito: En este tutorial aprenderá a configurar y ejecutar cálculos de excitación utilizando la interfaz ElaStic@exciting, que permite obtener tensores elásticos completos (constantes elásticas) de sistemas cristalinos para cualquier estructura cristalina. Además, se presenta explícitamente la aplicación de ElaStic@exciting a la determinación de las constantes elásticas del C en la fase de diamante y del Be hexagonal.
Antes de comenzar, asegúrese de que las variables de entorno relevantes ya están definidas como se especifica en Cómo establecer las variables de entorno para los scripts de los tutoriales. Aquí hay una lista de los scripts que son relevantes para este tutorial con una breve descripción.
El primer paso es crear un directorio para cada sistema que desee investigar. En este tutorial, primero consideramos como ejemplo el carbono en la estructura de diamante (el procedimiento que utilizamos es, sin embargo, válido para cualquier sistema). Así, crearemos un directorio C_2 y nos moveremos dentro de él.
Este archivo se puede guardar con cualquier nombre. En este tutorial no es necesario renombrar el fichero de entrada de exciting como input.xml, ya que este fichero es la entrada de ElaStic@exciting y no de exciting en sí. Por favor, tenga en cuenta que el archivo de entrada para un cálculo de excitación directa debe llamarse siempre input.xml.
Módulo elástico vasp
RESUMEN Se ha desarrollado una dinámica molecular robusta promediada en el tiempo para calcular las constantes elásticas a temperatura finita de un solo cristal. Encontramos que cuando el tiempo de promediación supera un cierto umbral, los errores estadísticos en las constantes elásticas calculadas se vuelven muy pequeños. Aplicamos este método para comparar las constantes elásticas de Pd y PdH0.6 a temperaturas bajas (10 K) y altas (500 K) representativas. Los valores predichos para el Pd coinciden razonablemente bien con los datos experimentales de ultrasonidos a ambas temperaturas. Por el contrario, las constantes elásticas predichas para el PdH0,6 sólo coinciden con los datos ultrasónicos a 10 K, mientras que a 500 K los valores predichos son significativamente menores. Nuestra hipótesis es que a 500 K, la fácil difusión del hidrógeno en el PdH0.6 altera la velocidad del sonido, lo que resulta en valores significativamente reducidos de las constantes elásticas predichas en comparación con los datos experimentales de ultrasonidos. Los experimentos de ensayos mecánicos publicados parecen apoyar esta hipótesis.
Zhou, X. W., Heo, T. W., Wood, B. C., Stavila, V., Kang, S., y Allendorf, M. D. Comportamiento a temperatura finita de las constantes elásticas del PdHx calculadas mediante dinámica molecular directa. Estados Unidos: N. p., 2017.
