MS中CASTEP模块进行DFT计算

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计算材料课程设计--计算BN的弹性常数

课程设计任务书 2011—2012 学年第1 学期 课程名称:计算材料学 一、设计题目:计算BN的弹性常数 二、完成期限:自2011 年12 月 4 日至2011 年12 月12 日共 2 周 内容及任务1.DFT基本理论,CASTEP使用方法 2.晶体模型的建立与几何优化,相关性质的计算。 3.计算BN的弹性常数 4.结果分析 5. 报告写作与修改 进度安排 起止日期工作内容 11-12-4-6 熟悉DTT理论,软件安装,认识界面,熟悉基本操作11-12-7 晶体模型建立,进行结构优化,计算物理性质 11-12-8 物理性质,力学性质的计算 11-12-9 计算BN的弹性常数 11-12-10-12 写出课程设计的总结实验报告.,修改成文 主要参考资料[1] Kohn W, Sham L J, Self-consistent equations including exchange and correlation effects [J]. Physical review, 1965, 140(4):A1133-A1338. [2] Hohenberg P, Kohn W. Inhomogeneous electron gas [J]. Physical review, 1964,136(3):B864- B871. [3] 谢希德, 陆栋.固体能带理论[M].上海:复旦大学出版,1998. [4] Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H. Atoms, molecules, solids, and surfaces: Applications of the generalized gradient approximation for exchange and correlation[J]. Physical review B, 1992, 46(11): 6671-6687. 指导教师(签字):年月日 系(教研室)主任(签字):年月日 1

Phonopy 计算声子谱

Phonopy 计算声子谱(2010-02-07 11:03) 注明:numpy , numpy-dev matplotlib python-lxml python-yaml其中numpy和matplotlib在安装vasputil(为了装ase)已经安装过了。所有本人先找到python-lxml-1.3.4-1.el5.rf.x86_64.rpm python-yaml-3.05-1.el5.rf.noarch.rpm安装,装好以后便安装phonopy,报错找不到numpy下的arrayobject.h,原来是找不到numpy的include, export CPPFLAGS=-I/usr/lib64/python2.4/site-packages/numpy/core/include 顺便指定一下lib export LDFLAGS=-L/usr/lib64/python2.4/site-packages/numpy/lib 然后找到了,在编译phonopy: python setup.py install --home=.,有一些警告,可能是没有安装numpy-dev的缘故,在网络上搜numpy-dev包,居然没有。只有numpy-1.2.1-2.el5.src.rpm。郁闷,我的numpy已经关联不能删除了,那还是用src包产生一个numpy-devel先。 编译src时说少了atlas-devel-3.8.3-1.el5.x86_64.rpm,还好有的下。装了 atlas-devel-3.8.3-1.el5.x86_64.rpm后,再: rpm -i numpy-1.2.1-2.el5.src.rpm 然后到 /usr/src/redhat/SPECS rpmbuild –bb numpy.spec以为可以得到numpy-devel,到 /usr/src/redhat/RPMS/x86_64却没有。哎!!!!!!!可是到官网仔细看看却是不需要numpy-devel,看来下来的介绍这点上有误,其余的都是正确的。 ? ? ?分类:Vasp标签: - Phonopy 计算声子谱 October 7, 2009 Tags: Phonopy, Python 1. Phonopy 简介 Phonopy 是一个由 python 实现的的晶体声子分析程序。它是目前提供了 VASP 的 Wien2k 的接口用来计算原子受力。它的主要功能有: 计算声子色散谱; 计算声子态密度,包括分立态密度; 声子热力学性质,包括自由能,热容量,焓; Phonopy 通过力常数的方法计算声子谱。力常数由计算原子在超晶胞中被移动后的受力得到 (Parlinsk-Li-Kawasoe 方法)。 同样类型的程序还有 phon, fropho, phonon. 其中 phonon 是商业软件,卖的很贵,fropho 和phonopy 的代码其实都是来自于 phon, fropho 是为了代替 phon 而开发的,目的是为了使用 phon 更方便,phon 和 fropho 主要都是由 fortran 开发的,而现在 fropho 已经停止开发,由 python 开发的 phonopy 代替了 fropho, phonopy 在使用上更为方便,在计算量上更为减少。因为 phon, fropho 和 phonon 在移动原子位置时都是一次只移动一个原子的一个方向,而 phonopy 则可以一次移动一个原子的多个方向,所以和其它程序相比, phonopy 最多可以减少 2/3 的计算量。 2. Phonopy 的安装

vasp计算

3, Xming用gnuplot是gnu文件里面要加pause -1 4,INCAR 字符太长,vasp_lib里面要改drdatab.F文件,255改大,重新编译 5 声子谱:phononp –d –dim=”3 3 1” 6 vasp编译gama版本的:在第二个CPP加上-DwNGZhalf就行。 7 ISMEAR=-5,电荷密度和DOS之类的电子结构和总能准,但是算力不准,所以对于算声子谱,最好不用-5。对于金属,声子谱一般用DFPT会更准。对于半导体和绝缘体,不能用ISEMAR>0的,只能是-5或者0.对于金属,ISMEAR=1,sigma=0.2 8 DFPT不能用NPAR phonopy -d --dim="2 2 2" -c POSCAR-unitcell

mv SPOSCAR POSCAR 静态计算:IBRION=8,IALGO=38对于金属ISMEAR=1,sigma=0.2 phonopy --fc vasprun.xml band.conf里面要添加:FORCE_CONSTANTS = READ phonopy -p -c POSCAR-unitcell band.conf 一般来说,对于金属,或者窄能隙半导体,如果用位移法,则需要很大的胞才能算准,但是用DFPT则可以小包算准。对于金属,PBE可能更好点。 9, 如果体系较大,EDIFF达到停止计算,很可能是K点取太多,内存不够。 10, bandplot --gnuplot band.yaml >> phon.dat,用origin做声子谱 11,画CBM和VBM的partial charge,读入

计算材料计算BN的弹性常数

湖南工业大学 课程设计 资料袋 理学院(系、部)2011 ~ 2012 学年第一学期课程名称计算材料学指导教师雷军辉职称讲师 学生姓名余晓燕专业班级应用物理081班学号08411200135 题目计算BN的弹性常数 成绩起止日期2011年12月4日~2011年12 月12 日 目录清单 序号材料名称资料数量备注 1 课程设计任务书 2 课程设计说明书 3 课程设计图张 4 5 6 湖南工业大学 1

课程设计任务书 2011—2012 学年第1 学期 理学院学院(系、部)应用物理学专业081 班级 课程名称:计算材料学 一、设计题目:计算BN的弹性常数 二、完成期限:自2011 年12 月 4 日至2011 年12 月12 日共 2 周 内容及任务1.DFT基本理论,CASTEP使用方法 2.晶体模型的建立与几何优化,相关性质的计算。 3.计算BN的弹性常数 4.结果分析 5. 报告写作与修改 进度安排 起止日期工作内容 11-12-4-6 熟悉DTT理论,软件安装,认识界面,熟悉基本操作11-12-7 晶体模型建立,进行结构优化,计算物理性质 11-12-8 物理性质,力学性质的计算 11-12-9 计算BN的弹性常数 11-12-10-12 写出课程设计的总结实验报告.,修改成文 主要参考资料[1] Kohn W, Sham L J, Self-consistent equations including exchange and correlation effects [J]. Physical review, 1965, 140(4):A1133-A1338. [2] Hohenberg P, Kohn W. Inhomogeneous electron gas [J]. Physical review, 1964,136(3):B864- B871. [3] 谢希德, 陆栋.固体能带理论[M].上海:复旦大学出版,1998. [4] Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H. Atoms, molecules, solids, and surfaces: Applications of the generalized gradient approximation for exchange and correlation[J]. Physical review B, 1992, 46(11): 6671-6687. 指导教师(签字):年月日系(教研室)主任(签字):年月日 2

VASP+FROPHO 计算晶体材料声子谱及热性能

V ASP+FROPHO 计算晶体材料声子谱及热性能梁超平(liangchaoping@https://www.360docs.net/doc/4b10765923.html,), May. 2010 作者简介:梁超平,中南大学粉末冶金研究院07级硕士研究生,师从龚浩然教授,主要研究方向为计算材料学算法编程及材料跨尺度计算模拟。 目录 一、编译fropho (1) 二、一个简单的算例:BCC Zr的声子谱以及声子态密度 (2) 简介 Fropho是一个使用Fortran语言编写用于实现晶体声子分析程序。它目前提供了V ASP 、 Wien2K 的接口用来计算原子受力,通过分析原子受力得到力常数矩阵。从而根据力常数矩阵进行材料的声子谱及热性能分析。其主要功能有: 计算声子色散谱; 计算声子态密度,包括分立态密度; 声子热力学性质,包括自由能,热容量,焓。 接下来简要介绍程序的编译,通过一个简单的算例来介绍它的使用方法。 一、编译fropho 1. 编译Fropho需要lapack数学库文件。因此首先从https://www.360docs.net/doc/4b10765923.html, 下载lapack-3. 2.gz; 2. 使用sftp上传至远程服务器; 3. 解压缩lapack-3.2.gz; @node64:~> tar -zxvf lapack-3.2.gz 4. 进入lapack-3.2,将make.inc.example 拷贝成make.inc

@node64:~/lapack-3.2> cp make.inc.example make.inc 5. 修改make.inc和Makefile 将make.inc第22和26行改为ifort或者pgf90编译器,这样运算速度更快,这里的编 译器要跟后面编译fropho一致。然后将Makefile第11行注释掉,打开第12行 6. 使用make lib 安装数学库,转好后在当前目录产生lapack_LINUX.a、blas_LINUX.a 和tmglib_LINUX.a。 @node64:~/lapack-3.2> make lib 7. 安装fropho 从https://www.360docs.net/doc/4b10765923.html,/ 下载fropho-1.3.3.tar.gz 8. 解压缩; @node64:~/fropho> tar -zxvf fropho-1.3.3.tar.gz 9. 进入fropho-1.3.3并configure设置好相应的编译器和链接数学库,链接这两个数学库 的顺序不能错,不然不能使用; @node64:~/fropho/fropho-1.3.3> ./configure --prefix=where do you want to install fropho FC=ifort LIBS= "/your lapack-3.2 direction/lapack-3.2/liblapack.a your lapack-3.2 direction/lapack-3.2/libblas.a" 10. 然后make; @node64:~/fropho/fropho-1.3.3>make @node64:~/fropho/fropho-1.3.3>make install 11. 编译rubytools,进入rubyTools目录; @node64:~/fropho/fropho-1.3.3/rubyTools> ./makeTools.sh 12. 大功告成,安装圆满完成了。 二、一个简单的算例:BCC Zr的声子谱以及声子态密度 1.首先准备好优化的Zr POSCAR文件,以及INPHON。 INPHON的内容为(注:由于程序编写原因INPHON的格式必须严格固定,=号两端必 须有空格) NDIM = 3 3 3 #超晶胞尺寸 LSUPER = .TRUE. #控制是否产生超晶胞

材料弹性常数的测定

(一)、材料弹性常数的测定 对于均匀的各向同性的材料而言,弹性模量E和泊松比μ完全就可以确定 材料的弹性性质。它们均由试验决定。对于这两个参数,可以使用电测法和机 械式量测两种方法。 1、电测法测定相似材料的E和μ 所谓电测就是在试件上贴一定数量的应变片,用静态电阻应变仪得到的数 据来计算试块的横向和纵向变形,再结合压力机上的压力值推导出相似材料的 E和μ。 试件一般为高100mm、直径50mm的圆柱体,也可用50mm X 50mmX 100mm 的棱柱体,我们试验中所用的是圆柱体。 为了防止荷载偏心对量测结果的影响,应变片应对称纵向贴在试件的两 侧,H/2处((H为试件高度),然后取其平均值进行计算。进行单轴压缩实验 时,最大荷载不超过破坏荷载的1/3一1/2,但通常还是要作到破坏。分8一10 级加载,用静态电阻应变仪量测每级荷载下相应的应变值,最后将记录的△σ 和△ε标在坐标纸上,绘出。σ一ε曲线,这样就很容易求出材料的弹性模量E 了。 泊松比μ可以和弹性模量E同时测试,只是贴片的方向与荷载方向垂直。量测刀时应注意两点: (1)尽量将测μ的横向片和测E的纵向片分别贴在试块的不同部位(但必须 贴在试块的H/2处),以避免应变片横向效应的影响。 (2)由于横向变形较小,μ值不易测准,需特别注意。 根据我们用电测法对试块进行多次试验,效果不很理想。主要表现在我们 的试件是圆柱体,在圆柱体的曲面贴应变片,应变片与曲面的粘结效果不很理 想,使实验的结果误差很大,可能用棱柱体试验效果会好一些。 2、用机械式量测法测弹性模量E 对于低弹性模量的材料,由于刚化效应的影响,不宜用电阻应变仪进行量 测。这时可用百分表、千分表或位移传感器量(与应变规相连,应变规夹在试 件上)测试件的轴向压缩量△H,然后利用下式: 来计算材料的E值。由于这种量测法可能将垫块和试件的非密切接触产生 的空隙包括在内,所以测得的变形量可能偏大,而使E值偏小。因此,要特别 注意试件端部的平整性。 在实际科研中,为了节省经费和节约时间,在选择相似材料的初期阶段,

【doc】氯化钾晶体声子谱的唯象计算

【doc】氯化钾晶体声子谱的唯象计算氯化钾晶体声子谱的唯象计算第28卷茹0裁 19s0年5目 厦门大掌掌摄自然辩擘版 JOURNALOFXI^-一ENUNIVERSiTy 'NATUR^L5CIENCE) VoI.28 May N0.3 1989 氯化钾晶体声子谱的唯象计算" 苏国珍)陈传鸿 '物理学系) 摘要在占理韵近烈下,通过拟台寅验弹性系数昀唯象方法确定了氯化钾晶体的最近邻 ;文l-斤餐力常教,进而求得其声子谱.计算时计人长程的库仑作用和多体修正,结果与实验 符盆良好.这种方洼还可用于其它碱金属卣化物声子港的计算. 曩蔓词化钾晶体,力数,声子谱 虽然自1979年以来采用冻结声子的总能差方法以及逆介电函数方法从第一原理计算 晶体声子谱有显着进展【1l,但大量的实际计算中仍采用唯象方法.碱金属卤化物声子

谱的计算,大多以离子闻相互作用二体对势为出发点I2,I1.这类计算需先经拟合定出二 体对势的势参数,再由对势计算离子间力常数,从而求得声子谱.本文中采用一种较为 直接的方法,即通过拟合实验弹性系数确定离予阃相互作用力常数,再由力常数计算声 子谱.在确定力常数时,针对碱金属卤化物的具体特点,作了合理的近似.计算声子清 时计入长程库仑作用与多体修正. i理论与计算方法 在绝热与谐和近似下,声予谱可通过解以下久期方程求得l? j,?,一l!DPl)一_d(口)』=0(1) 这里, .,(二,)毒善#一/L,)e(.) 为动力学矩阵,而 毋(箍e3,为力常数矩阵. 上述毋为离子间相互作用势,()一玉()为格点(1,,-,)与格点(I.t' 的相对位置,()(:)一()为格点(I,)离开平衡位置位移,卢=1,2, .代表直角坐标的三个分量,为原胞中原子标记?姜代表对原胞格赢求和? 1)1988.11—17收到'中国科学院自然辩掣营盒资助课题'2)现为厦门水产学院基础部教师 262陧大学1Isg年 我们知道,离子间相互作用包括短程的排斥作用与长程的库仑作用.计算声子谱的关键为短程作用力常数的确定.对长程韵库仑作用,由于库仑势具有简单的l的

载流子迁移率计算方法(VASP,ORIGIN)

载流子迁移率计算方法(V A S P,O R I G I N) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

计算公式: 半导体物理书上也有载流子迁移率的公式,但是上面的是带有平均自由时间的公式,经过变换推倒,就成了上面的那个公式,因此要用vasp计算的参数有,S l,m e,m d,E l这四个参数,其他的都是常数,可以查询出来带入公式。 参数:S l ,就是需要我们先用vasp计算出声子谱,我们要对声子谱求导,取导带底处的值,对应的就是电子迁移率的S l 所以需要学会怎么使用phonopy m e :就是电子的有效质量,要用origin对能带图求二次导,取导带底对应的值。 m d: mx就是布里渊区X方向的有效质量,my就是y方向的有效质量,先用笔算出G 到K,M向量,然后分别作这两个向量的垂直向量,在这两个向量方向上取20个权重为0的点,放到KPOINTS中,按照以前的方法,算出来的能带就是x方向上的和y方向上的,然后就可以算出x,y方向上的有效质量。 E l :把公式变形一下,E l,放在一边,其他的放在另一边,δV就是原来晶胞的体积改变量,δE就是对应能量的该变量,V0就是晶胞原来的体积,也就是说,我要把原来的晶胞任意改变一下大小,算出导带底能量的变化量,进而就算出了E l这个量。 以上这四个量算出来之后,带入公式计算就可以得出电子的迁移率公式。 电子迁移率主要受到:声学支波散射,光学支波散射,电离杂质杂质散射的影响,因为后二者没有第一个影响大,所以我们计算的迁移率包含的就是在声学支波散射作用下的迁移率。(半导体物理书上都很仔细的介绍。) 2

几个基本常数弹性模量-泊松比-应力应变曲线

全应力-应变曲线 测量岩石的应力应变曲线一般可以有两中试验机:一种是,柔性试验机,使用这种试验机测量时,容易发发生“岩爆”现象,导致试验中不能得到峰值以后的应力应变信息。另种是,刚性试验机,这种试验机刚度比较高,有“让压”的特点,就不会有“岩爆”现象发生,可以得到全应力-应变曲线用以研究岩石破裂的性质。 刚度矩阵的物理意义: 单元刚度矩阵的物理意义,一句话概括说来就是各个节点在广义力的作用下节点的位移变化量。 强度是零件的抗应力程度,反映的是什么时候断裂,破损等 刚度反映的是变形大小,就是零件受力后的变形。 刚度矩阵和柔度矩阵的物理意义: 一般将刚度矩阵记为[D],柔度矩阵为[C],二者互为逆矩阵。 [C]矩阵中任一元素Cij的物理意义为:当微小单元体上仅作用有j方向的单位应力增加,而其他方向无应力增量时,i方向的应变增量分量就等于Cij。 [D]矩阵中任一元素Dij的物理意义为:要使微小单元体只在j方向发生单位应变,而其他方向不允许发生应变,则必须造成某种应力组合,在这种应力组合中,i方向应力分量为Dij。 对于各向异性材料,[D]和[C]都是非对称矩阵,从机理上来说是合理的,然而它给数学模型带来复杂性,也增加了有限元计算的困难。从工程实用的角度来考虑,往往忽略这种非对称性,而处理为对称矩阵。 物理概念:杨氏模量和泊松比 在弹性范围内大多数材料服从虎克定律,即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E,也叫杨氏模量。而横向应变与纵向应变之比值称为泊松比μ,也叫横向变性系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。 杨氏模量(Young's modulus)是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量,它是沿纵向的弹性模量。1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas

几个基本常数弹性模量-泊松比-应力应变曲线

几个基本常数弹性模量-泊松比-应力应变曲线

全应力-应变曲线 测量岩石的应力应变曲线一般可以有两中试验机:一种是,柔性试验机,使用这种试验机测量时,容易发发生“岩爆”现象,导致试验中不能得到峰值以后的应力应变信息。另种是,刚性试验机,这种试验机刚度比较高,有“让压”的特点,就不会有“岩爆”现象发生,可以得到全应力-应变曲线用以研究岩石破裂的性质。 刚度矩阵的物理意义: 单元刚度矩阵的物理意义,一句话概括说来就是各个节点在广义力的作用下节点的位移变化量。 强度是零件的抗应力程度,反映的是什么时候断裂,破损等 刚度反映的是变形大小,就是零件受力后的变形。 刚度矩阵和柔度矩阵的物理意义: 一般将刚度矩阵记为[D],柔度矩阵为[C],二者互为逆矩阵。 [C]矩阵中任一元素Cij的物理意义为:当微小单元体上仅作用有j方向的单位应力增加,而其他方向无应力增量时,i方向的应变增量分量就等于Cij。 [D]矩阵中任一元素Dij的物理意义为:要使微小单元体只在j方向发生单位应变,而其他方向不允许发生应变,则必须造成某种应力组合,在这种应力组合中,i方向应力分量为Dij。 对于各向异性材料,[D]和[C]都是非对称矩阵,从机理上来说是合理的,然而它给数学模型带来复杂性,也增加了有限元计算的困难。从工程实用的角度来考虑,往往忽略这种非对称性,而处理为对称矩阵。 物理概念:杨氏模量和泊松比 在弹性范围内大多数材料服从虎克定律,即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E,也叫杨氏模量。而横向应变与

纵向应变之比值称为泊松比μ,也叫横向变性系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。 杨氏模量(Young's modulus)是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量,它是沿纵向的弹性模量。1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。 FL/EA=△L,其中F是力,L是长度,E是弹性模量,A是截面积,△L 是长度变化量,也就是形变。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,其值越大,使材料发生一定弹性变形的应力也越大,即材料刚度越大,亦即在一定应力作用下,发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标,相当于普通弹簧中的刚度。力学里没有弹性系数这个物理量。 杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一是工程技术设计中常用的参数。杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义,还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。 测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等,还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术(微波或超声波)等实验技术和方法测量杨氏模量。 胡克定律和杨氏弹性模量 固体在外力作用下将发生形变,如果外力撤去后相应的形变消失,这种形变称为弹性形变。如果外力后仍有残余形变,这种形变称为范性形变。 应力(σ)单位面积上所受到的力(F/S)。 应变(ε ):是指在外力作用下的相对形变(相对伸长DL/L)它反映了物体形变的大小。 胡克定律:在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,其比例系数称为杨氏模量(记为Y)。用公式表达为: Y=(F·L)/(S·△L) Y在数值上等于产生单位应变时的应力。它的单位是与胁力的单位相同。杨氏弹性模量是材料的属性,与外力及物体的形状无关。 杨氏模数(Young's modulus )是材料力学中的名词,弹性材料承受正向应力时会产生正向应变,定义为正向应力与正向应变的比值。公式记为 E = σ / ε 其中,E 表示杨氏模数,σ 表示正向应力,ε 表示正向应变。 杨氏模量大,说明压缩或拉伸该材料,材料的形变小。 一般的如楼上所说但是有些是各向异性的及各个方向的弹性模量不同用矩阵表示 弹性模量 英文名称:Elastic Modulus,又称Young 's Modulus(杨氏模量) 定义:材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克

材料计算学拓展题-硅的计算

《计算材料学》拓展题报告 一.Si 的弹性常数计算 1.模型导入:File/import/Structures/semiconductors/Si.xsd 2.化简为原胞:Build/symmetry/primitive cell 3.结构优化:Modules/CASTEP/Calculation 图1.1CASTEP Calculation 对话框设置 在Job Control 中选择多核并行计算,参数设置完成后,点击Run 进行计算。计算完成后, 小组成员:朱银安曹文康索巴苗芳

跳出OK活动窗口。点击打勾确定,结构优化完成。单击得到的文件。 源文件1.1生成文件中优化后原胞晶格常数 4.弹性常数计算: 在文件下找到结构优化生成的文件Si.castep,特别注意将其激活之后,依次点击Modules/CASTEP/Calculation。具体参数设置如下: 图1.2CASTEP Calculation对话框设置 点击Run计算。生成新文件夹,其中包括数个文件。接下来对弹性常数计算的生成文件进行分析。在生成的文件夹中激活Si.xsd,单击Modules/CASTEP/Analysis,选择Elastic Constants,具体设置如下:

图1.3CASTEP Analysis对话框具体设置 单击Calculate按键,计算完成,得到生成文件Si Elastic Constants.txt。弹性常数具体数值摘抄如下: 源文件1.2生成文件 即C11=159.42830GPa,C12=57.71120GPa,C44=77.40610GPa,与文献[1,2],实验[3]得出的结果相近。 表1.1文献[1,2],实验[3]得到的弹性模量 二.Si的声子谱计算 1.模型导入:File/import/Structures/semiconductors/Si.xsd

常用材料弹性常数测量实验

常用材料弹性常数测量实验 系别 精仪系 班号 制33 姓名 李加华 同组姓名 申文 做实验日期 2005年04月10日 学号 2003010541 教师评定____________ 1、 实验目的 (1)测定常用材料的弹性模量和泊松比 (2)学会使用最小二乘法处理实验数据 (3)进一步掌握电测法的原理和电阻应变仪的操作 (4)认识单向拉伸时不同方向应变的关系 (5)认识各向同性材料和各向异性材料的区别 2、 实验设备和试件 电子万能实验机CSS2210、YE2539高速应变仪、贴有应变片的铝合金试件、温度补偿片。 3、 实验原理 (1)单向拉伸时大多数材料在初始弹性阶段应力应变关系服从胡克定律: E σε= 其中σ是应力,ε是应变,E 是材料的弹性模量,代表材料抵抗弹性变形的能力,是材料力学计算及实际使用中的重要参量。在本实验中,通过实验机测得的σε-曲线斜率来确定材料(铝合金)的弹性模量:由电子万能实验机测得载荷而得出应力σ、由应变仪测得应变ε。 (2)材料轴向拉伸时必然引起横向收缩。在弹性范围内,设横向应变为'ε,轴向应变为ε |'/|μεε= 通常为一常数。定义这个比值为泊松比,是弹性材料的又一重要参数。 (3)工程上常用的金属材料是各向同性材料,各个方向的弹性模量和泊松比是相同的。由纤维增强的复合材料不同方向上的拉伸性能通常不一样,为正交各向异性材料。这种材料需要两个方向——平行和垂直于纤维方向(分别称为纵向和横向)的弹性模量E 1(‘1’表示纵向)、E 2(‘2’表示横向)和泊松比μ21、μ12来描述。 4、 测定方法 本实验是通过拉伸实验测定材料的弹性模量和泊松比。在被测材料的比例极限内,施加轴向拉伸载荷,定点测量和记录轴向应变和横向应变。利用最小二乘法拟合曲线,求出曲线斜率,进而测定出材料的弹性模量和泊松比。 我们组选用的是铝合金试样。布片方案是在试件中部正反两面分别设置0o 、 45o 、 90o 应变片,可测量ε0、ε45、ε90三个方向的应变。 铝合金试样的最大许可应力是[σ]=100MPa ,试样的横截面积约为A=150mm 2 ,因此所加载荷不应超过F=[σ]*A=15kN 。本组实验采用计算机自动采样方式,最大载荷不超过7.5kN 。 (1) 在安装试件前,将载荷清零; (2) 安装试件,夹持长度不小于夹块长度的2/3; (3) 调整加载速度为1mm/min ; (4) 开始加载,计算机自动记录载荷和应变数据,直到载荷达7kN 左右,停止加载;

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