Использование метода точных МТ-орбиталей для моделирования термодинамических и механических свойств чистых компонентов сплавов на основе Ti и Zr

Abstract

В данной работе приведено описание метода точных МТ-орбиталей (ТМТО) и проведено исследование его применимости для моделирования термодинамических и механических свойств чистых компонентов сплавов на основе Ti и Zr. Проведены расчёты полных энергий Ti, Zr, Nb, V, Mo и Al в гранецентрированной кубической (ГЦК), объёмноцентрированной кубической (ОЦК) и гексагональной плотноупакованной (ГПУ) структурах. Рассчитаны теоретические значения параметров решётки, упругие постоянные и уравнения состояния. Во всех случаях расчёты методом ТМТО предсказывают правильную структуру основного состояния. Для стабильных структур проведено сравнение полученных результатов с экспериментом и с расчётами полнопотенциальными методами.

В даній роботі наведено опис методи точних МТ-орбіталей (ТМТО) і проведено дослідження її придатности для моделювання термодинамічних і механічних властивостей чистих компонентів стопів на основі Ti та Zr. Виконано розрахунки повних енергій Ti, Zr, Nb, V, Mo і Al в гранецентрованій кубічній (ГЦК), об’ємноцентрованій кубічній (ОЦК) і гексагональній щільнопакованій (ГЩП) структурах. Розраховано теоретичні значення параметрів ґратниці, пружні сталі та рівняння стану. У всіх випадках розрахунки методою ТМТО передбачають правильну структуру основного стану. Для стабільних структур проведено порівняння одержаних результатів з експериментом і з розрахунками повнопотенціяльними методами.

The exact MT orbitals (EMTO) method is described, and its applicability for modelling of thermodynamical and mechanical properties of pure components of Ti- and Zr-based alloys is investigated. Calculations of the total energies of Ti, Zr, Nb, V, Mo, and Al in face-centred cubic (f.c.c.), body-centred cubic (b.c.c.) and hexagonal close-packed (h.c.p.) crystal structures are carried out. Theoretical values of lattice parameters, elastic moduli, and equations of state are computed. In all cases, the EMTO calculations predict the correct ground-state structure of the studied constituents. For the stable structures, we compare the results of our EMTO calculations with experimental data and with the results of full-potential calculations.