關(guān)于金屬Cu、Fe、Al及其合金熱導(dǎo)率的第一性原理研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的新材料不斷涌現(xiàn)，同時(shí)新型導(dǎo)熱材料和新型隔熱材料的研制引人注目。確定熱導(dǎo)率的方法有實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算，然而實(shí)驗(yàn)研究不僅受實(shí)驗(yàn)條件的限制，也受其他各種不可操作性因素的影響。理論計(jì)算可以指引實(shí)驗(yàn)的研究方向，并給出實(shí)驗(yàn)所需控制的變量等。本文利用基于密度泛函理論的第一性原理方法，采用廣義梯度近似(GGA)和TM贗勢，研究了金屬及合金內(nèi)部熱傳導(dǎo)的微觀機(jī)制，并計(jì)算了聲子譜、比熱容、弛豫時(shí)間、熱導(dǎo)率等。
　　為了減少

2、計(jì)算時(shí)間并節(jié)約計(jì)算資源，本文利用虛擬晶體近似(VCA)方法建立了合金模型。電子在固體中有三個主要相互作用過程：與聲子、晶格缺陷以及其它電子相互作用。由于電子為全同粒子，電子間的相互碰撞對熱傳導(dǎo)過程無影響，這里僅考慮了電子與聲子的相互作用。接著，利用線性響應(yīng)理論結(jié)合Debye模型可以得到金屬及合金的聲子譜與比熱容。此外，通過二階微擾理論計(jì)算可以得到金屬與合金的電子-聲子相互作用矩陣元，再結(jié)合玻爾茲曼理論求得電子熱導(dǎo)率。
　　研究發(fā)現(xiàn)