Statistical Thermodynamics of Strain Hardening in Polycrystalline Solids
本文首先对Langer、Bouchbinder和Lookman在2010年提出的位错介导塑性的统计热力学运动方程进行了系统的重新推导。然后，它使用该理论来解释的异常率硬化行为在1988年报告的Follansbee和Kocks，并探讨硬化率和晶粒尺寸之间的关系在1995年报告的Meyers等人。一个中心主题是需要物理为基础的，非平衡分析，在发展预测理论的强度多晶材料。
2015-06-26 cond-mat.mtrl-sci
On first-order thermodynamic equilibrium conditions for fluid-fluid and solid-phase interfaces
University of Bologna（博洛尼亚大学）；University of Warwick（华威大学）
该研究基于Larché和Cahn的变分公式，构建了统一热力学框架，将界面热力学纳入变分原理，为多相系统平衡关系提供了共同理论基础。
2026-08-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
First-Principles-Based Thermodynamic Description of Solid Copper Using the Tight-Binding Approach
紧束缚模型适合于铜的第一性原理计算，包括根据弹性常数和高对称性声子模式扭曲的结构。在准简谐近似下计算了基于第一性原理的声子色散和自由能。所得到的热膨胀，温度和体积依赖性的弹性常数，德拜温度，和Gruneisen参数与现有的实验数据进行比较。
2002-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamics of formation of multi-component CdZnTeSe solid solutions
本文提出将多组分固溶体视为二元组分热力学混合物的模型，计算了CdZnTeSe的形成热力学参数，发现同时掺杂阴阳离子子体系可因ZnSe强共价键降低过剩吉布斯能，从而解释晶体生长中扩展缺陷减少的现象。
2023-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
Ab initio thermodynamics of hydrocarbons relevant to graphene growth at solid and liquid Cu surfaces
使用从头算热力学，各种化学气相沉积（CVD）条件下（温度，甲烷和氢气压力）在固体和液体Cu表面的实验石墨烯生长协议中使用的各种烃吸附物的稳定性进行了探索。在所采用的高生长温度附近的熔点的铜，我们发现，常用的热力学模型，如谐振子模型可能不再是准确的。相反，我们考虑的平移和旋转流动性的吸附物使用最近开发的受阻翻译和旋转模型或二维理想气体模型。热力学的考虑是至关重要的解释实验结果，并使我们能够改善和扩展早期的理论研究的结果，氢和烃类物质在CVD中的作用。特别是，我们发现较小的烃类在大多数CVD条件下将完全分解。对于较大的集群，我们的研究结果表明，金属终止和氢终止的边缘有非常相似的稳定性。虽然这两种类型的集群可能因此在实验过程中形成，我们表明，低结合强度的氢终止边缘的集群可能会导致不稳定的解吸。
2019-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic stability of Fe/O solid solution at inner-core conditions
我们提出了一种新的技术，它允许完全{ \em ab initio}计算的替代杂质在高温晶体中的化学势，包括谐波和非谐波晶格振动。该技术使用的热力学积分和参考模型的组合最近开发的{ \em从头计算的液体和非谐固体的自由能。我们应用的技术的情况下，在h. c. p.铁在地球的核心条件下，早期的静态{ \em从头计算表明是非常不稳定的替代氧杂质。我们的研究结果表明，熵效应所产生的大振动振幅的氧杂质给氧化学势的主要减少，使溶解在高压铁中的氧可以稳定在几个摩尔%的浓度下的核心条件。
2000-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermodynamic model of a solid with RKKY interaction and magnetoelastic coupling
对一个磁弹性耦合模型系统进行了热力学描述。考虑了弹性能、振动能、电子能和磁能的贡献。远程RKKY相互作用被认为是与最近邻直接交换。导出了广义吉布斯势和状态方程组，并由此自洽地得到了所有热力学函数。对任意外压、磁场和温度下的FCC结构的热力学性质进行了数值计算，并进行了广泛的讨论。特别地，对于反铁磁相对应的相互作用势和电子浓度等参数，预测了负热膨胀系数的存在。
2018-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Evaluation and thermodynamic optimization of phase diagram of lithium niobate tantalate solid solutions
Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ)（莱布尼茨晶体生长研究所）；Institute of Applied Physics, Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学应用物理研究所）；Paderborn University, Integrated Quantum Optics, Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS)（帕德博恩大学集成量子光学光子量子系统研究所）
本研究结合DTA、晶体生长及XRF实验数据，基于Neumann-Kopp规则与热力学溶液模型，在Calphad Factsage模块中优化了铌酸锂-钽酸锂固溶体相图，得到Gibbs过剩能参数与分凝系数随Ta浓度的变化关系。
2024-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical loss in amorphous solids: spatial correlations, interacting transitions, and annealed thermodynamic pathways
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
研究非晶态固体机械损耗，通过分子模拟发现其跃迁具空间相关性和强相互作用，传统两能级系统叠加描述不适用，结合退火研究与主导弛豫路径分析，揭示降低室温机械损耗新机制。
2026-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Irreversible thermodynamics of creep in crystalline solids
我们开发了一个不可逆的热力学框架，用于描述晶体中的蠕变变形的机制，涉及空位扩散和晶格位置的产生和湮灭。进行蠕变变形的材料被视为一个非流体静力学应力的多组分固体介质与非保守的晶格位点和不均匀性处理采用梯度热力学。相场描述了蠕变过程中材料中空位源和空位汇的重新分布。我们推导出熵产生率的一般表达式，并使用它来识别相关的通量和驱动力，并考虑到材料的对称性，制定它们之间的唯象关系。作为一个简单的应用，我们分析了一维模型的双晶体中，晶界作为一个汇和源的空缺。该模型的动力学方程描述了一个蠕变变形过程，伴随着晶界迁移和相对刚性的晶粒平移。他们还证明了晶界迁移引起的空位浓度梯度跨越边界的效果。
2013-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermodynamic perturbation theory for non-interacting quantum particles with application to spin-spin interactions in solids
由微扰理论的朗道自由能（大热力学势）的测定是先进的任意顺序的特定情况下，非相互作用的费米子系统由一个粒子的潜在的扰动。特殊功能的形式主义的突出，并表明其适用性玻色子。结果被用来开发一个更明确的方法来描述在金属，半导体和绝缘体中的安德森的磁性杂质的自旋之间的交换相互作用。在四阶内，我们的理论提供了在非零温度下Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida，Bloembergen-Rowland，超交换和两电子交换积分的平等基础公式。
2018-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Comment On "A modified Lennard-Jones-type equation of state for solids strictly satisfying the spinodal condition"
采用孙久勋提出的mGLJ状态方程计算固体的结合能（孙久勋，物理学杂志：康登斯第17号事项，L103（2005））被认为是错误的。我们还观察到，使用mGLJ势计算的热力学性质发散的材料，其体积模量在平衡时的压力导数小于5。因此，mGLJ势不能用于液态理论和分子模拟来获得热力学性质。
2013-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic assessment of machine learning models for solid-state synthesis prediction
University of Minnesota（明尼苏达大学）
评估了机器学习模型预测固态材料合成可行性的热力学一致性，发现模型普遍高估合成可能性，但部分分数与热力学启发式趋势一致。
2026-06-12 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Thermodynamics of an incommensurate quantum crystal
我们提出了一个简单的无公度量子固体热力学理论。固体的基态被假定为无公度晶体，具有量子零点空位和晶格，因此每个晶胞的原子数为非整数。我们表明，净空位浓度的低温变化应作为$T^4$，并由于这一变化的比热的第一个修正为$T^7$，这些是非常一致的固体$^4$ He的实验。我们还对最近的实验报告的"超固体“在固体$^4$他，激发了新的兴趣，量子晶体。
2005-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and kinetics of solids fragmentation at severe plastic deformation
发展了非平衡演化热力学的方法。它有助于在绝热近似下描述缺陷形成的过程。基本方程组取决于初始缺陷分布（位错和晶界）。根据不同极限结构类型的实现域确定了相图。从内能的角度研究了几种缺陷类型对极限结构形成的相互作用。找到了两种极限结构形成的条件，并在绝热近似下研究了缺陷密度稳态值建立的动力学。在这种方法中，位错密度的变化遵循晶界密度的演变。结果表明，在极限结构中，晶粒尺寸随着弹性应变的增加而减小。
2015-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamics of a model solid with magnetoelastic coupling
本文研究了一个模型磁弹性固体系统。感兴趣的系统是具有最近邻铁磁相互作用的平均场磁体，并且潜在的s.c.晶格的长程Morse原子间作用势和晶格振动的非简谐Debye模型。外部磁场的热力学的影响进行了研究，特别强调磁弹性耦合的后果，介绍了幂律距离依赖的磁交换积分。在完全自洽的，吉布斯能量为基础的形式主义等热力学量的熵，比热以及晶格和磁响应函数的计算和讨论。为了完成这幅图，磁热效应的特征在于在外部压力的存在下的等温熵变和绝热温度变化的分析。
2017-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Unified phonon-based approach to the thermodynamics of solid, liquid and gas states
我们介绍了一个统一的方法，物质（固体，液体和气体）的状态，并描述了热力学的压力-温度相图的声子激发。通过打破声子相互作用的对称性，推导出两个横向声子极化（声子带隙）中低能截止的有效汉密尔顿。此外，我们构造的统计力学的聚集态采用德拜近似。所介绍的形式主义涵盖了固体的德拜理论，液体的声子理论，以及热力学极限，如杜隆-珀蒂热力学极限，理想气体极限和新的热力学极限，在这里被称为弗伦克尔线热力学极限。讨论了液体中弗伦克尔线以上和以下的声子传播和局域化效应，解释了“快声”现象。作为对我们的理论的测试，我们计算速度-速度自相关和对分布函数内的格林-久保形式主义。在统一方法的框架下，我们证明了声子动力学和对关联之间的一致性。讨论了声子带隙工程、超声波操纵技术和探索与地球和行星科学有关的流体奇异行为的新方向。所提出的结果是同样重要的实际意义和基础研究。
2015-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A simple thermodynamic description of the combined Einstein and elastic models
简单的应用爱因斯坦模型结合弹性描述的固态开发。量子振子的频率被假定为与体积有关，此外，弹性能量项的静态字符已被包括在内，以完成描述。这样的扩展使得能够构造完整的热力学。特别是，该模型产生实用的状态方程和描述的热膨胀系数以及等温压缩固体。从吉布斯自由能分析产生的热力学性质已计算和图示。对固体氩的理论计算结果与实验数据作了比较。
2013-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Note on kinematics, dynamics, and thermodynamics of plastic glassy media
提出了描述连续介质弹性和塑性形变运动学的统一几何方法。在此基础上，我们研究了玻璃塑性介质中的力学变形、粘性流动和热输运。因此，我们得出适当的微分方程，这些现象的形式适用于液体，弹性固体，以及塑性固体材料。
2003-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ab initio thermodynamics of liquid and solid water
University of Vienna（维也纳大学）
本研究结合杂化泛函密度泛函理论、自由能方法与机器学习技术，从头算预测液态水及两种冰的热力学性质，验证结构性质与实验吻合，揭示核量子效应对冰稳定性的关键作用，提供通用的从头算热力学预测框架。
2018-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Thermodynamics and kinetics of boundary friction
本文提出了一个描述两个原子级光滑固体表面间的非线性润滑膜行为的确定性理论。为了描述润滑状态，引入了熔化过程中固体介质结构混沌化而产生的过剩体积参数。热力学和剪切熔融描述一致。分析了摩擦力与润滑剂温度、摩擦表面剪切速度和表面压力的关系。在一个简单的摩擦学模型的框架内的粘滑模式的摩擦，当润滑剂周期性地熔化和固化，描述。所得结果与实验数据进行了定性比较。
2011-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
