Elastic stability and lattice distortion of refractory high entropy alloys
含有来自周期表的Ti、V和Cr列的元素的难熔高熵合金形成体心立方（BCC）结构。来自Ti柱的元素是值得注意的，因为它们在高温下具有BCC结构，但在低温下经历剪切不稳定性并转变为六方（HCP）结构。我们表明，这些元素的不稳定性影响的HEAs，包含它们的属性。特别是，剪切模量大大降低，导致晶格畸变的动态贡献增加。与常规BCC柱相比，BCC/HCP柱的元件之间的相对大的尺寸差异产生对晶格畸变的额外静态贡献。这些研究结果支持的弹性常数和晶格畸变在四个代表HEAs的直接评估。HEAs与那些成分平均纯元素的模量比较验证了BCC/HCP元素的影响，并允许我们估计BCC相变得弹性不稳定的组合物，预测可能是有用的材料设计。
2017-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Crystal structure informed mesoscale deformation model for HCP Cu6Sn5 intermetallic compound
本文基于HCP晶体结构信息建立Cu6Sn5金属间化合物的晶体塑性有限元模型，对比基面、棱柱面和锥面三种变形模式，揭示了不同模式下位移大小的差异。
2023-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Elastic Isotropy in Entropy Stabilized Transition Metal Oxides: Experimental Estimation of Single Crystal Elastic Constants from Polycrystalline Materials
本研究提出从多晶材料仅用两个衍射弹性常数估算单晶弹性常数的新方法，经镍验证后应用于[(MgNiCoCuZn)O]熵稳定氧化物，测得C11=219 GPa、C12=116 GPa、C44=51 GPa，为开发精确原子间势提供关键实验数据。
2024-09-20 cond-mat.mtrl-sci
On the Elastic Anisotropy of the Entropy-Stabilized Oxide (Mg, Co, Ni, Cu, Zn)O
在本文中，我们研究了熵稳定的氧化物（Mg，Co，Ni，Cu，Zn）O的弹性性质，使用实验和第一性原理技术。我们的压痕模量的测量与广泛的晶体取向的熵稳定的氧化物的晶粒上显示了高度的弹性各向同性在环境条件下。第一性原理计算预测顺磁结构的轻度弹性各向异性，当系统被认为是非磁性的时，其减小。当反铁磁状态的CoO，CuO和NiO占在计算中，观察到的弹性各向异性略有增加，这表明磁有序和取向依赖的弹性性能之间的耦合。此外，局部结构的检查表明，各向同性是有利的，通过局部离子扭曲的铜和锌-由于他们的倾向，形成tenxite和纤锌矿相。综述了多元氧化物弹性性质与其组成二元氧化物弹性性质之间的关系。这些见解开辟了新的途径，控制各向同性的技术应用，通过调整组成和结构的熵稳定的氧化物或高熵化合物一般。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Identifying the elastic isotropy of architectured materials based on deep learning method
随着增材制造技术的发展，可以通过对材料微结构的剪裁来精确设计结构材料的力学性能。弹性各向同性作为设计的主要目标之一，在许多工程应用中具有重要意义。然而，目前流行的实验和数值方法通常是太昂贵和耗时的结构材料的弹性各向同性与成千上万的可能的微结构在设计空间中确定。因此，快速的机械性能表征是先进的结构材料设计所需要的。在这里，开发了一种基于深度学习的方法，作为一种便携式和有效的工具，直接从具有任意成分分布的代表性微结构的图像中识别结构材料的弹性各向同性。本文首先推导了结构材料弹性各向同性的度量，并以此建立了一个具有相关微结构图像的数据库。然后用数据库训练卷积神经网络。结果表明，卷积神经网络在各向同性识别方面表现出良好的性能。同时，它表现出足够的鲁棒性，以保持在实际制造中的材料属性波动的性能。此外，经过良好训练的卷积神经网络可以在不同类型的结构材料之间成功传输，包括两相复合材料和多孔材料，这大大提高了基于深度学习的方法的效率。该研究为大数据驱动的结构材料设计提供了新的思路。
2020-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Review of point defect structures in hexagonal close packed metals and across the Periodic Table
本文构建了六方密堆积金属点缺陷的从头算数据集，发现缺陷性质由元素周期表位置决定，并给出空位与自间隙缺陷弛豫体积的通用近似，补充了现有数据库。
2025-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Elastic Constants of Incommensurate Solid 4He
研究了零温极限下无公度固体~ 4 He的弹性性质。具体地说，我们计算的五个弹性常数（C11，C12，C13，C33，和C44），纵向和横向声速的压力依赖性，以及T = 0德拜温度的无公度和公度hcp 4 He使用扩散蒙特卡罗方法。我们的研究结果表明，在压缩下的公度晶体是全球刚性比非公度，然而，在压力接近熔化（即P ~ 25巴）的一些弹性常数占的hcp基面（C12和C13）的应变变形的非公度固体略大。此外，我们发现，在引入微小浓度的点缺陷的剪切模量的4 He（C44）经历了一个小的减少。
2013-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Mechanical isotropy of heterogeneous octahedral materials
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
该研究证实非均匀八面体材料在关键组分体积分数下可实现完全弹性各向同性，其各向异性比随组分体积分数变化，且通过3D打印原型验证了该特性。
2026-08-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interactions between Coherent Twin Boundaries and Phase Transition of Iron under Dynamic Loading and Unloading
在高压下，许多体心立方金属中经常出现相变和形变孪晶，它们之间的相互作用对于理解这些金属在极端条件下的强化机制具有重要意义。然而，体心立方金属中孪晶之间的相互作用和相变在很大程度上仍然是未知的。本文采用非平衡分子动力学模拟和轻推弹性带方法研究了共格孪晶界与铁的$α\to ε$相变之间的相互作用。研究了孪晶辅助相变和反向相变的机制，发现BCC和HCP相之间的取向关系为<11-1>BCC|| HCP<-12-10>和<1-10>BCC||两<0001>种情况下的HCP。孪晶界对应于相变后。令人惊讶的是，反向跃迁似乎能够“记忆”并恢复最初的BCC双胞胎。在反向相变前的HCP相中发生塑性滑移时，记忆将部分丧失。在恢复的初始体心立方孪晶中，观察到三个主要的孪晶间距，这很好地解释了从HCP相到体心立方孪晶转变的能垒。此外，还讨论了孪晶辅助相变的变量选择规则。本文的研究结果可望为在马氏体相变材料中制备超细晶组织提供一些线索。
2017-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Density Functional Theory investigations of titanium gamma-surfaces and stacking faults
利用密度泛函理论和两种中心力嵌入原子相互作用模型计算了hcp Ti的弹性常数、层错和γ表面等性质。结果进行了比较，以前公布的计算和预测模型。讨论了它们对hcp-Ti塑性性能的影响。
2012-06-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Magneto-structural transformations via a solid-state nudged elastic band method: Application to iron under pressure
我们扩展了固态轻推弹性带方法来处理一个非保守的序参量-特别是磁化，耦合到体积，并导致许多观察到的磁系统中的效果。我们将这种形式主义的压力诱导铁的转变过程中，从铁磁体心立方（BCC）奥氏体六方密排（HCP）马氏体的研究磁体积崩溃。我们发现bcc-hcp平衡共存压力为8.4 GPa，在此压力下的过渡态焓为156 meV/Fe。磁化强度和相干应力的不连续性发生在过渡态，它具有一个尖点的形式上的势能面（但所有的原子和细胞的自由度是连续的）;计算的压力跃变25 GPa是与所观察到的25 GPa的扩展测量共存压力所产生的样品中的马氏体和相干应力。我们的结果与实验一致，但必然不同于那些所产生的阻力和限制参数化方法有不适当的约束或不受控制的自由度。
2015-06-03 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Elastic and structural anisotropy in silica thin films for gravitational-wave detectors
Università di Perugia（佩鲁贾大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia（意大利国家核物理研究所佩鲁贾分部）；Università di Genova（热那亚大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Genova（意大利国家核物理研究所热那亚分部）；CNR - Istituto di Fotonica e Nanotecnologie (IFN)（国家研究委员会光子学与纳米技术研究所）；Università di Padova（帕多瓦大学）；Université de Lyon（里昂大学）；Université Claude Bernard Lyon 1（里昂第一大学）；Università di Camerino（卡梅里诺大学）
研究通过布拉格光散射证明硅氧化物薄膜存在各向异性，热处理可降低热噪声，为未来涂层设计提供关键见解。
2026-05-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
VelCrys: Interactive web-based application to compute acoustic wave velocity in crystals and its magnetic corrections
VelCrys是一款交互式网页工具，用于计算晶体中声波速度及其磁性修正，通过弹性张量后处理和磁场影响分析展示其功能。
2024-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of the structural, elastic and dislocation properties of body-centered cubic refractory HfNbTaTiZr high entropy alloy
本文通过第一性原理研究体心立方HfNbTaTiZr高熵合金中1/2<111>螺位错核心的多样性，揭示其与化学短程有序的关联，为调控难熔合金塑性机制提供新思路。
2024-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Order-Disorder in Fe-Si Alloys: Implications for Seismic and Transport Properties of Earth's Inner Core
铁硅合金在高压高温下呈现序-无序现象，其结构和输运性质影响地球内核的地震各向异性与热演化。
2026-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Uranium at High Pressure from First Principles
采用密度泛函理论，采用忽略自旋轨道耦合和强电子关联的简单电子结构描述，研究了1.3TPa下α-铀的状态方程、结构行为和相稳定性.比较Cmcm（α-U）、bcc、hcp、fcc和bct的结构预测，α-U相在~285 GPa的压力下是稳定的，高于该压力，它转变为bct-U相。bct和bcc相之间的焓差随压力减小，但bcc在能量上是不利的，至少高达1.3 TPa，本研究的压力上限。在1.3TPa的压力下，密排hcp和fcc相的晶格常数比稳定的bct-U相的晶格常数高0.7eV和1.0eV，支持bcc相的宽稳定场.状态方程、晶格参数和各向异性压缩参数与100 GPa以上的实验和前人的理论符合得很好。α-U平衡体积下的弹性常数证实了我们的体积模量。这表明我们对铀的电子结构的简化描述捕获了相关的物理学，并可用于描述键合和其他轻锕系元素，特别是在高压下显示巡回电子行为。
2011-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Estimating the compressibility of osmium from recent measurements of Ir-Os alloys under high pressure
近年来，利用金刚石对顶砧同步加速器X射线粉末衍射技术，在室温下研究了几种面心立方和六方晶系的Ir-Os合金。使用它们的体积模量-随着锇含量的增加而增加，显示出偏离线性-并且在采用化学模型之后，得出结论，锇的体积模量略小于金刚石的体积模量。在这里，一个类似的结论是获得后，采用替代模型，从而加强了结论，锇是densitivity，但不是最不可压缩的元素。这对地球科学来说特别有趣，因为它可能对澄清地球核心的异常弹性特性至关重要。
2015-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Elastic anisotropy and Poisson's ratio of solid helium under pressure
本文用密度泛函理论在广义梯度近似下（$30$ TPa以下）和对+三重半经验势（100 GPa以下）计算了六方晶系固态氦的弹性模量、弹性各向异性系数、声速和泊松比。零点振动已经在德拜近似中处理，假设$^4$ He同位素（我们排除了在非常低的压力下的量子晶体区域的考虑）。这两种方法给出了一个合理的协议与现有的实验数据。我们的计算预测显着的弹性各向异性氦（$\triangle P \approx 1.14$，$\triangle S_1 \approx 1.7$，$\triangle S_2 \approx 0.93$在低压）。在三帕斯卡的压力下，氦变得更加弹性各向同性。在金属化点处，弹性模量$C_S$中存在尖锐特征，其是相对于$c/a$比率的等容变化的刚度。这与先前在金属化点处获得的$c/a$比率的急剧最小值有关。我们的计算证实了先前测量的泊松比随压力增加而减小。这不是量子效应，因为当我们忽略零点振动时，得到了与压力效应相同的符号。在TPa压力下，泊松比达到理论金属化点处的$0.31$值（$V_{mol}=0.228$ cm $^3$ /mol，$p=17.48$ TPa）和30 TPa处的$0.29$。对于$p=0$，我们预测了$0.38$的泊松比，这与低- $p$ -低- $T$的实验数据非常一致.
2015-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
An Equation of State of a Carbon-Fibre Epoxy Composite under Shock Loading
提出了一个各向异性状态方程，用于精确地将任意对称性的受冲击碳纤维环氧复合材料（CFC）的高压冲击Hugoniot（各向异性和各向同性）状态外推到其它热力学（各向异性和各向同性）状态。使用应力张量的广义分解[Int. J. Plasticity \textbf{24}，140（2008）]，提出的EOS代表各向同性材料的Mie-Grüneisen EOS的数学和物理概括，并在各向同性的极限下简化为该方程。虽然广义各向异性体冲击波速度$U^{A}_{s}$和粒子速度$u_{p}$之间的线性关系在整个厚度方向是足够的，损伤软化过程产生的不连续性都在值和斜率的$U^{A}_{s}$ - $u_{p}$关系。因此，两波结构（非线性各向异性和各向同性弹性波），伴随着损伤软化过程中提出的冲击载荷下的CFC行为描述。在对应于非线性各向异性弹性波的测量范围内的线性关系$U^{A}_{s}$ - $u_{p}$显示出$c^{A}_{0}$的值（$U^{A}_{s}$ - $u_{p}$曲线的截距）在第一和第二广义各向异性体声速之间的范围内[Eur.物理学杂志B \textbf{64}，159（2008）]。分析计算表明，在不同方向上的Hugoniot应力水平（HELs）的CFC复合材料的两波结构（非线性各向异性弹性波和各向同性弹性波）同意在低和高冲击强度的实验测量。结果，讨论和未来的研究概述。
2009-11-23 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Force Field for Metallic Tantalum
我们提出了一个通用的策略来开发精确的力场（FF）的从头计算量子力学（QM）计算的金属系统，我们说明了这种方法的钽。作为FF的输入数据，我们使用线性增广平面波方法（LAPW）和广义梯度近似（GGA）来计算：（i）Ta的bcc，fcc和hcp晶体结构的零温度状态方程（EOS），压力高达~500 GPa。(ii)弹性常数。(iii)我们使用混合基赝势代码来计算体积弛豫空位形成能也作为压力的函数。在开发Ta FF时，我们还使用以前的QM计算：（iv）A15结构的状态方程。(v)表面能BCC（100）。(vi)体心立方晶体剪切孪晶的能量学。我们发现，适当的参数嵌入原子模型力场（记为qEAM FF）能够再现所有这些QM数据。因此，相同的FF描述具有良好的精度的bcc，fcc，hcp和A15相的Ta的压力从~-10 GPa到~ 500 GPa，同时还描述了空位，表面能，和剪切转变。这个单一的FF的能力来描述这样一个范围内的系统与各种协调表明，它将是准确的描述缺陷，如位错，晶界等，我们说明了使用的qEAM FF与分子动力学来计算这样的有限温度特性的熔化曲线高达300 GPa;我们得到了T_{melt} =3150 +/- 50 K的零压熔化温度，与实验（3213-3287 K）很好地一致。我们还报告了在很宽的温度范围内的热膨胀的Ta，我们计算的热膨胀系数与实验数据吻合得很好。
2002-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Extending intergranular normal-stress distributions using symmetries of linear-elastic polycrystalline materials
本研究针对多晶材料晶间法向应力分布计算繁琐的问题，提出利用材料对称性和统计矩不变量，通过少量现有分布提取参数即可重构任意载荷下的INS分布，方法准确可行。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Line tension of a dislocation moving through an anisotropic crystal
在所有应变速率下的塑性形变都由称为位错的晶体缺陷的集体运动来调节。在这里，我们扩展的能量稳定性的直位错，所谓的线张力（$Γ$）的分析，在弹性各向异性介质中的稳态移动位错。在简化为各向同性，我们的模型减少到一个明确的分析形式，产生洞察的行为$Γ$随着速度的增加。我们发现，在第一剪切波速度内的各向同性固体，螺位错线张力发散积极表示无限稳定。另一方面，刃位错线张力在第一剪切波速度的大约$80\%$处改变符号，并且随后负向发散，这表明直线构型在能量上是不稳定的。在各向异性晶体中，$Γ$对位错速度的依赖性明显更为复杂;当位错线定义的晶体平面内的速度接近第一剪切波速度时，$Γ$趋于发散，发散的符号强烈依赖于晶体的弹性特性和位错线的取向。我们解释我们的分析的背景下，最近的分子动力学模拟（MD）附近的第一剪切波速度的位错运动。模拟和我们的分析都表明名义上的边缘位错面心立方晶体内接近第一剪切波速度的不稳定性。我们应用我们的分析对预测行为的体心立方晶体内的第一剪切波速度附近的位错。
2018-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Robust crystal structure identification at extreme conditions using a density-independent spectral descriptor and supervised learning
本文提出一种密度无关的谱描述符扩展方法，结合线性判别分析和逻辑回归构建简单可迁移的晶体结构分类模型，在极端条件下优于传统算法，并成功应用于锆的BCC-HCP相变跟踪和铝中位错环扩展可视化。
2023-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Structural, vibrational, and electronic properties of TlReO4 studied using a first principles approach
目前的工作提供了广泛的DFT研究TlReO 4使用赝势方法理解的结构和振动性质和全电位线性缀加平面波方法的电子能带结构和相关的光学性质。用LDA泛函计算的体积模量值29.77 GPa与实验值26 GPa接近。沿主轴的弹性常数的顺序清楚地表明了Re和O3原子在该材料的结构和机械性能中的关键作用。通过密度泛函微扰方法（DFPT）对玻恩有效电荷（BEC）和伽马点声子频率的分析也表明了这些原子的重要性。BEC的各向异性性质主要是由于O3原子。Re-O3键的不对称伸缩是导致高频区高强度红外峰的主要原因，而第二强的红外峰则是由于这些键的对称伸缩以及Re-O2键的不对称伸缩引起的。为了得到精确的电子能带结构，除了考虑了自旋轨道耦合（SOC）和反-布拉哈修正的贝克-约翰逊（TB-mBJ）势外，还考虑了自旋轨道耦合（SOC）. SOC的包含清楚地示出了从TB-mBJ实现的带隙4.82eV减小的带隙4.71eV，这主要归因于Re d态的0.08eV分裂。态密度（DOS）研究表明，导带底（CBB）主要由Re d态组成，而对价带顶（VBT）的贡献主要来自氧p态。这种材料的键合性质也已解决使用DOS，这是进一步验证通过电子电荷密度图。虽然这种材料的光学性质被发现是各向异性的，但在较低的能量值可以看到光学各向同性。
2019-06-17 cond-mat.mtrl-sci
