材料计算与设计结业论文
(完整版)ZnO材料的理论模拟计算毕业设计
摘要本文采用基于密度泛函理论的第一性原理模拟计算方法，并结合平面波赝势方法，运用V ASP软件包首先分为四个步骤优化了ZnO材料结构：(1)截断能的优化；(2)SIGMA的优化；(3)K格点的优化；(4)晶格常数的优化。
为了优化原子位置，我们运用扫描法，得到一个关于晶格常数比ca 和晶格常数a的势能面，而扫描势能面的最低点即与最稳定结构对应。
对比五种赝势计算结果，选取和实验值最为接近优化值ca是1.6256的USPP 泛函和PW91赝势进行ZnO纤锌矿结构的后续计算。
并在此基础上，对ZnO纤锌矿结构的弹性常数、能带结构、态密度等性质做了计算，并与前人的结果对比分析讨论。
本论文的重点是ZnO材料三相之间相变关系的研究。
鉴于WZ相到RS相的相变势垒、相变压强以及相变路径都有比较详细而具体的结果，而关于ZnO材料的WZ相到ZB相以及ZB相到RS相的相变情况的研究尚未见报道，又因为其他材料(CdSe，ZnS，SiC，InP)从ZB相到RS相的相变情况也已经有人研究过，相变势垒、相变路径以及原子的移动都给出了明确结果，并发现ZB相相变至RS相过程中存在一个中间TS相，唯独WZ相和ZB相之间的相变关系尚无报道，因此本文主要针对WZ相和ZB 相之间的相变关系作了深入探讨，并给出了比较可能的相变路径(原子移动方向)和相变势垒(0.19eVpair)，把相变势垒与从WZ结构到RS结构的相变势垒(0.15eVpair)相比，相差仅为0.04eVpair；而与GaN材料的相变势垒(0.26 eVpair)相比，更是低了很多。
所以WZ相和ZB相之间的相变，从相变势垒角度来分析是有可能发生的，而对于为什么在实验上没有观察到这两相之间的相变，本文对此解释体系缺乏相变驱动力，并且进一步分别讨论了采取升高温度或者外加压力以提供相变驱动力，也都不能促使相变现象的发生，这在一定程度上解释了WZ相和ZB相之间不能发生相变的原因。
关键词：ZnO材料，ASP软件，纤锌矿结构性质，相变关系AbstractFirst principles calculations and the plane-wave method are carried to study the structural stability of wurtzite ZnO by optimizing the, the SIGMA, the K grid, and the lattice constant step by step. To optimize the atomic position, we use scanning methods to get a potential energy surface about the lattice constants ca and a. The lowest point of the potential energy surface corresponds to the most stable structure, where the lattice constants ratio ca is 1.6256. Comparing the five pseudopotential, the USPP functional and the PW91 pseudopotential were selected to the following calculations of the WZ ZnO. Based on the above calculations, we study the elastic constants, the band structure and the density of states etc material properties, and analysis and discuss them by comparing with the results of previous.The study of three-phase relationship between the phase transition were our main works. We focus on the transformation from WZ to ZB, because there already existed the phase transition barrier, the transition pressure and the transformation path from WZ to RS of ZnO, at the same time the phase transition barrier and the transformation path from ZB to RS of CdSe，ZnS，SiC，InP etc were studied and reported, further more a mesophase was discovered between ZB and RS. This article showed the transformation path from ZB to WZ, and the phase transition barrier. The energy barrier was calculated for for different ZnO transformation pathways. From all the transformation pathways, a most probable pathway is proposed whose energy barrier (0.19eVpair) is lower than any other pathway. Compared with the energy barrier between wurtzite androck salt ( 0.15eVpair ), the energy barrier in this work is not obvious difference from it. Furthermore, compared with the energy barrier of GaN(0.26 eVpair), the energy barrier in this work is obvious lower than it. Therefore, it is possible to transfer from zinc-blende to wurtzite with respect to the energy barrier. This work accounts for why it is impossible to transfomate directly between wurtzite and zinc blende in thermodynamic aspect and dynamical aspect, just because of lacking of phase transformation driving force.Key words: ZnO material; V ASP software; wurtzite structure properties;three-phase relationship毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
材料科学与工程专业 毕业论文
毕业论文超高温材料硼化锆粉体的制备学院：专业：学生姓名：学号：指导教师：2012年06月中文摘要论文采用在真空中利用碳还原法进行硼化锆粉体的制备，该方法是以氧化锆、活性炭、碳化硼和氧化硼为主要原料，研制出纯度较高，颗粒较小且制作工艺简单、成本较低的硼化锆粉体。
本文主要研究在碳热还原反应中，碳含量、烧成温度和保温时间对反应产物的影响。
通过对反应产物进行XRD、SEM等测试分析，找到一条制取高质量硼化锆粉体的反应路线：（1）碳含量要过量；（2）烧成温度为1650℃保温时间为1.5小时。
关键词：碳热还原法硼化锆碳含量反应温度保温时间AbstractThe ZrB2 powers are prepared in vacuum by carbothermal reduction method with ZrO2 powers ,B2O3powers, B4C powers ,and activated carbon as the main raw material. Lower cost of ZrB2powers have been developed which have high purity, smaller particles and simple production technology. This paper mainly studies effect of the content of carbon content, sintering temperature and holding time on the influence of reaction products in carbothermal reduction method. Through testing and analyzing the SEM, XRD of the ZrB2 powers, the results show that high quality ZrB2 powders can be synthesized with the optimum processing parameters as follows: (i) Activated carbon should be excessive; (ii) the condition of carbothermal reduction heat treatment is at 1650°C for 1.5h.Key words:carbothermal reduction method, ZrB2 powers,carbon content, reaction temperature,the time of heat目录中文摘要 (1)ABSTRACT（英文摘要） (I)第一章：引言 (1)1.1课题的目的和意义： (1)1.2近几年来国内外研制状况 (2)1.2.1硼化锆陶瓷应用举例 (2)1.2.2近几年Z R B2粉体研究方向 (3)1.2.3利用碳热还原法制备Z R B2粉体研究状况 (4)1.3超高温材料硼化锆粉体的制备及影响因素 (5)1.3.1超高温材料硼化锆粉体的制备 (6)1.3.2制备硼化锆粉体的影响因素 (7)1.4本课题的研究对象、内容和目标 (7)第二章试验方法 (9)2.1试剂和仪器： (9)2.1.1主要试剂： (9)2.2碳还原法概述： (9)2.2.1碳还原法制备鹏化工粉体的原理和特点： (10)2.2.2碳还原法制备硼化锆粉体的主要步骤： (11)2.2.3技术路线： (12)2.2.4注意事项： (12)2.3试样的制备： (12)2.4烧成制度： (13)第三章结果与讨论 (14)3.1XRD衍射图谱分析（物相分析） (14)3.1.1碳的添加量对硼化锆粉体的影响 (14)3.1.2保温时间对硼化锆粉体的影响 (16)3.1.3反应温度对硼化锆粉体的影响 (18)3.2Z R B2粉体显微结构分析 (20)第四章结论 (23)参考文献 (24)致谢................................................................................................................ 错误!未定义书签。
毕业设计论文-张政
利用高铝粉煤灰合成堇青石陶瓷材料的制备研究专业：材料科学与工程学生：张政指导老师：马立建摘要利用高铝粉煤灰（Al2O337.22%、SiO246%）为主要原料制备堇青石，添加适量的镁砂（MgO98.2%），以及少量的硅微粉（SiO2 96%），按照堇青石的理论配方（MgO 13.8%,Al2O3 34.9% ,SiO2 51.3%）进行配比。
试样通过压力成型机进行压制成型，成型压力为120MPa。
烧结试样分别在1150℃,1200℃,1250℃,1270℃,1290℃,1310℃六个温度下进行。
烧结试样通过对烧结试样的力学性能、热学性能和微观结构的分析，确定制备堇青石的最佳烧结工艺。
实验结果表明：以粉煤灰、硅微粉和工业烧结镁砂为原材料，通过对烧结体进行X-射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析，发现成功合成了堇青石陶瓷材料。
烧结体中主要以β-堇青石和α-堇青石相存在，还有少量的镁铝尖晶石，蓝晶石，铁堇青石，印度石等矿物相生成。
.抗压强度，体积收缩率，体积密度，随温度的升高而增大；气孔率，吸水率则随温度的升高而降低；线膨胀系数先随温度升高而降低，当烧结温度达到1200℃时，线膨胀系数略有提升。
关键词：堇青石，微观结构，陶瓷材料，热膨胀系数AbstractUse high-alumina fly ash（Al2O3 37.22%、SiO2 46%）as the main raw material preparation of cordierite, add appropriate amount of magnesite (MgO 98.2%), as well as a small amount of Silicon Powder (SiO2 96%)In accordance with the theoretical formulation of cordierite (MgO 13.8%, Al2O3 34.9%, SiO2 51.3%) to the ratio,.Sample through pressure molding machine pressing, molding pressure 120MPa. And were sintered at 1150℃,1200℃,1250℃,1270℃,1290℃,1310℃six temperature.Sintered samples sintered samples through mechanical properties, thermal properties and microstructure analysis to determine the optimum sintering process cordierite Experimental results show that:Fly ash, silica fume and industrial sintered magnesia as raw material, through the sintered body X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analysis, we found successfully synthesized cordierite ceramic material. Sintered body mainly in the β-α-cordierite and cordierite phase exists, there is a small amount of magnesium aluminate spinel, kyanite, iron cordierite, India stone and other mineral phase formation. strength, the volume shrinkage ratio, bulk density, with the increase of the sintering temperature; porosity, water absorption with the sintering temperature is decreased; linear expansion coefficient of the first with temperature decreases when the sintering temperature reaches 1200 ℃, the linear expansion coefficient of a slight increase.Key Words:cordierite, microstructure, ceramic materials, the thermal expansion coefficient目录Abstract (2)1绪论 (4)1.1 研究目的及意义[3] (5)1.2堇青石的结构性能及研究进展 (7)1.3 堇青石材料的制备 (9)1.3.1天然矿物高温固相反应合成堇青石 (11)1.3.2氧化物高温固相反应法合成高纯堇青石 (15)1.3.3湿化学法合成高纯堇青石粉体 (15)1.4 堇青石陶瓷材料的应用 (17)1.5 堇青石陶瓷制备中存在的问题 (17)2 实验方案及内容 (19)2.1 实验原料的选择 (19)2.2 合成堇青石原料配方设计及计算 (20)2.3 原料的粉磨 (21)2.4 坯料的制备与成型 (21)2.5 烧成 (21)2.6 性能测试与分析 (21)2.6.1 烧成收缩率的测试 (22)2.6.2体积密度、显气孔率和吸水率的测试 (22)2.6.3 抗压强度测试 (23)2.6.4 XRD分析 (23)2.6.5 扫描电镜观察 (24)2.7 实验设备 (24)2.8 工艺流程 (25)3 实验结果分析与讨论 (27)3.1 体积收缩率 (27)3.2体积密度、显气孔率和吸水率的测试 (28)3.3 抗压强度 (29)3.5 XRD分析 (30)3.6 试样SEM分析 (32)3.7 结论 (33)参考文献 (35)致谢 (37)1绪论堇青石陶瓷具有低的热膨胀系数[1],高的化学稳定性、抗热震性,以及一定的机械强度,而被广泛的用作窑具、电子器件和微电子封装材料；此外,由于其具有良好的吸附性能,与各种催化剂活性组分的匹配性良好,以及孔壁薄、几何表面积大等特点,可用于制备多孔材料如蜂窝陶瓷和泡沫陶瓷,作为净化废气的理想催化剂载体和过滤装置,用于汽车尾气净化、金属熔体过滤、超细粒子过滤、催化燃烧、热交换等化学加工过程。
材料科学中的计算设计方法
材料科学中的计算设计方法材料科学一直是人类社会发展中不可缺少的一环。
如今，随着科学技术的飞速发展，计算机技术的应用已经成为材料科学研究的重要手段之一。
其中，计算设计方法是一种广泛应用的技术，被应用于材料科学各个领域。
计算设计方法是建立在计算机技术的基础上，利用现代理论、模型和计算方法为材料科学的研究提供快速、高效的方式。
采用这种方法，可以解决材料设计中具有挑战性的问题，如选择最佳的材料组合、理解材料结构与性能之间的关系，以及设计新型材料等。
在材料科学中，计算设计方法被广泛应用于材料的合成、组装和结构调控等方面。
其中，最为典型的应用是材料基因组学，它是材料科学研究的前沿领域之一。
材料基因组学通过对材料各种组成因素的高通量计算，寻找新型材料。
这种方法节省了人力物力资源的投入，可以是材料的研究更加快速和精确。
以纳米材料为例，应用计算设计方法可以有效地控制纳米材料的成分、形态、结构和相互作用等。
在纳米医学、纳米电子、纳米光学等领域，纳米材料都具有广泛的应用前景。
采用计算设计方法可以为这些应用提供纳米材料的最佳合成方法和合适的合成条件。
此外，在材料科学的其他领域中，计算设计方法也扮演着越来越重要的角色。
例如，在太阳能电池、电池储能和半导体电子学等领域，计算设计方法可以对材料的能隙、载流子传输性和传输性质等方面进行控制，从而提高材料的光伏、电化学和电子器件性能。
总的来说，材料科学中的计算设计方法是一种高效的进行材料研究的方法。
在这个领域中，计算设计方法的应用已经变得越来越广泛，为材料设计和合成提供了新的方法。
无论是纳米材料、多孔材料还是光电材料，计算设计方法都在材料科学中发挥着越来越关键的作用。
计算机在材料科学与工程中的应用的结课论文
《计算机在材料科学与工程中的应用》的结课论文做为一个21世纪的大学生，计算机就显得尤为重要，而我们的本专业是21世纪的新型专业材料科学与工程，那么学好二者就更为重要，在大三我们学校给我们开一门“计算机在材料科学与工程中的应用”课，让我们更加重视这门课，经过几个月对计算机在材料中的应用的学习，和在老师的教导下对着门课有了一定的了解，也让我们的专业与主流接轨，计算机作为一种现代在材料科学与工程中的应用一越来越广泛，从而极大的促进和推动了材料科学与工程研究的深入和发展。
计算机作为一种现代工具，在当今世界的各个邻域日益发挥巨大的作用，他已经渗透到各门学科领域以及日常生活中成为现代化的标志。
在材料科学与工程邻域，计算机也正在逐渐成为极其重要的工具，计算机在材料科学与工程中应用正是材料研究和开发飞速发展的找你要原因之一。
目前，计算机在材料科学与工程中的应用主要表现在以下几个方面:1.用于新材料和新合金的设计2.用于材料科学研究中的模拟3.用于材料工艺过程的优化及自动控制4.用于材料组成和微观结构的表征5.用于数据和图像处理及其他这门课我们主要学习的是材料科学与工程中的数据的计算机处理，材料科学与工程研究中获得的大量的原始数据需要经过处理才能得到所需要的结果并加以保存，计算机的飞速发展使得不但可以利用计算机大量保存并方便快捷查找实验数据，而且可以对数据进行进一步的后续处理，在计算机中我们主要运用的是Origin这个软件，这个软件可以对科学数据进行一般处理和绘图。
其主要功能和用途为：对实验数据进行常规处理和一般的统计分析，用数据作图，用多种函数拟合曲线等。
下面我就介绍Origin8在数据处理中的一些应用实例和一般的使用方法：1: A,B 两人分别在甲乙两地，二人之后像另一个地方走去，那二人在某人时间点距离甲地的距离如下图050100150200250300350ST步骤： 打开软件在表格中多加两列作为对应的误差列并双击列的名称，在弹出的菜单中Options 处的y 改为对应的Y Error 之后填上数据选择点线图，弹出图像双击数轴选择Title&Format ，勾选show axis&tick 选择要加的数轴样式即可，之后选择图形上的黑点双击选择Symbol 选择自己喜欢的图形形状即可，然后改变图例和数轴所表示的数据最后确定即可。
计算机在材料科学与工程中的应用 论文
正交法选取聚羧酸系减水剂制备工艺条件摘要根据聚羧酸系高效减水剂的结构特点，采用正交试验分析法，分别研究了带羧基、磺酸基、聚氧化乙烯链酯基等活性基团的不饱和单体的物质的量之比（摩尔数比）及聚氧化乙烯链的聚合度等因素对聚羧酸系减水剂性能的影响，从而得出合成聚羧酸系高性能减水剂的一种最佳配方，并对试制产品进行了性能试验。
结果说明，聚羧酸减水剂具有优良的分散能力，能较长时间地保持其流动性，与不同水泥的相容性好，水泥浆体粘聚性好，配制的混凝土性能良好。
关键词：聚羧酸系减水剂,正交法,合成目录1、绪论 (4)2、正交试验的设计原理 (4)2.1正交试验介绍 (4)2.1.1 试验指标 (4)2.1.2 因素 (5)2.1.3水平 (5)2.1.4 正交表的形式与代号 (6)2.2正交试验目的 (7)2.3正交试验表的特点 (8)3、正交试验表数据分析 (8)3.1指标的求和与均值分析 (8)3.2极差分析 (10)3.3方差分析 (11)3.3.1方差计算 (11)3.3.2自由度计算 (12)3.3.3均方计算 (12)3.3.4计算F比 (12)4、实验设计与结果分析 (13)4.1实验材料 (13)4.2实验方法 (13)4.3结果与讨论 (15)5、结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)1 绪论正交试验设计是在科研及生产实际中比较容易掌握和最具有实用价值的一种试验设计方法，它通常适用于多因素试验条件的研究。
根据试验的因素数和各因素的水平数，选择适当的正交表来安排试验，采用数理统计的方法处理数据，可以方便地找到诸多因素中对试验指标有显著影响的主要因素，确定使试验指标达到最佳的因素水平。
对于多因素、多水平的问题，人们一般希望通过若干次的实验找出各因素的主次关系和最优搭配条件，用正交表合理地安排实验,可以省时、省力、省钱,同时又能得到基本满意的实验效果。
因此，这种方法在改进产品质量、优化工艺条件及研发新产品等诸多方面广泛应用。
材料计算毕业论文
材料计算毕业论文本篇毕业论文主要针对材料计算方向展开讨论，共计1200字。
首先介绍了计算材料学的发展历程及其现状，其次回顾了材料计算在实际应用中的优势与局限性，并结合实际案例进行分析，并最后对未来材料计算学科的发展做出展望。
一、计算材料学的发展历程及现状计算材料学是指借助计算机技术对材料的结构、性能等进行计算和模拟，从而提高材料设计的效率和精度的学科。
计算材料学从20世纪70年代开始发展起来，随着计算机技术的发展，它的应用范围也日益拓宽，成为了材料学研究领域中的一个重要分支。
目前，计算材料学的研究和应用主要包括以下方面：1.材料结构模拟：利用计算机模拟材料结构和材料内部原子的相互作用，推导材料的宏观性质。
2.材料性能模拟：借助计算机对材料的强度、刚度、韧性、导电性、热导率等性能进行预测和优化。
3.材料设计优化：依据材料的性质和结构，借助计算机进行材料的设计和优化。
以第一原理计算、分子动力学模拟、有限元计算和量子化学计算等为代表的计算方法在材料计算中得到广泛的应用。
此外，为了满足不同领域的需求，如化学、生物、物理、信息科学等，计算材料学还与这些领域交叉融合，发展出了诸如量子化学计算、多物理场计算、代谢网络模拟等新方法。
二、材料计算在实际应用中的优势与局限性1.优势：(1)提高材料设计的效率和精度：通过计算和模拟，可以预测材料的结构和性质，从而减少试错的过程，提高材料设计的效率和精度。
(2)节约成本：计算材料学不需要进行实验，可以一定程度上减少实验成本和时间。
(3)为材料学提供全新理论基础：计算材料学的方法常常探讨材料微观领域的变化，以及材料如何产生宏观力学性质。
2.局限性：(1)计算方法的局限性：计算方法的精度和准确性不同，有些计算只能预测大概趋势，不能完全准确。
(2)误差积累：计算往往需要通过多个步骤完成，每一步都会有误差，误差会随着步骤的增加而积累。
(3)缺乏实验数据的支持：在进行计算和模拟时，需要收集大量的实验数据用于建模，缺乏实验数据会影响预测精度和可靠性。
提升材料类专业毕业设计(论文)质量的思考与探索
提升材料类专业毕业设计（论文）质量的思考与探索材料类专业毕业设计（论文）是学生毕业的重要作品，是对所学专业的全面总结和实践，被广泛认为是材料类人才的综合素质考核，具有较高的教育意义和职业价值。
为了提高材料类专业毕业设计（论文）的质量，以下几点思考和探索或许会有所帮助。
1. 确定研究课题的时候要符合实际问题和前沿技术毕业设计（论文）的研究课题是决定毕业生研究深度和广度的重要因素，因此要选择符合实际问题和前沿技术的研究课题。
可以通过与行业联系，深入了解材料需求和研究方向，抓住当前的热点问题，既能解决实际问题，也能体现科学研究的前沿性。
2. 熟练掌握科学方法和研究技巧毕业设计（论文）的研究需要熟练掌握科学方法和研究技巧。
课题研究过程中需要实验设计、数据处理、结果分析等关键步骤，必须要懂得如何正确操作仪器设备，如何规范实验方法，如何准确分析数据结果等。
3. 强化文献查阅的能力和阅读理解能力毕业设计（论文）的研究需要广泛查阅文献，并精确理解所阅读的文献。
材料专业毕业设计（论文）需要了解材料的基本物理、力学、化学等知识，同时还需要熟练掌握各种材料的加工、性能表征方法以及表征结果的解读方法。
4. 提高科技文献的阅读和撰写能力毕业设计（论文）的研究需要熟练撰写科技文献，包括严谨的英语论文、实验报告等。
应该掌握科技文献的撰写规范和要素，注意语言表述的精确性和科学论证的严密性。
5. 多参加学术会议和交流活动参加学术会议和交流活动可以认识更多的学者和行业内人士，了解当前科技发展的前沿动态及趋势，及时根据趋势调整自己的课题研究方向。
总之，提升材料类专业毕业设计（论文）质量的关键是全面提高自身综合素质，特别是在科学研究能力、文献查阅与阅读理解、科技文献撰写以及交流能力等方面下功夫，这样才能完成高质量的毕业设计（论文）。
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第一性原理方法研究PdSn2材料终端总能及占位分析并对比摘要：综合运用所学材料科学与工程知识，通过vasp软件对二元合金进行结构优化，求出基态下的平衡晶胞参数，如晶格常数，晶轴间夹角，材料的能态密度等等，并与参考文献进行对比。
1 PdSn2(Ce)结构参数The PdSn2 (C e) StructurePrimitive Vectors:A1 = a XA2 = ½ b Y - ½ c ZA3 = ½ b Y + ½ c Z•Basis Vectors:B1 = - z1A2 + z1A3 = + z1 c Z (Pd-I) (4a) B2 = + ½ A2 + (½ - z1) A2 + (½ + z1) A3 = + ½ a X + ½ b Y + z1 c Z (Pd-I) (4a) B3 = - z2A2 + z2A3 = + z2 c Z (Pd-II) (4a) B4 = + ½ A2 + (½ - z2) A2 + (½ + z2) A3 = + ½ a X + ½ b Y + z2 c Z (Pd-II) (4a) B5 = + x3A1 + (y3 - z3) A2 + (y3 + z3) A3 = + x3 a X + y3 b Y + z3 c Z (Sn-I) (8b) B6 = - x3A1 - (y3 + z3) A2 - (y3 - z3) A3 = - x3 a X - y3 b Y + z3 c Z (Sn-I) (8b)B7 = + (x3 - ½) A1 + (½ - y3 - z3) A2 + (½ - y3 + z3)A3 = + (x3 - ½) a X + (y3 + ½) b Y + z3c Z(Sn-I) (8b)B8 = + (½ - x3) A1 + (y3 - z3 - ½) A2 + (y3 + z3 +½) A3 = + (½ - x3) a X + (y3 - ½) b Y + z3 cZ(Sn-I) (8b)B9 = + x4A1 + (y4 - z4) A2 + (y4 + z4) A3 = + x4 a X + y4 b Y + z4 c Z (Sn-II) (8b) B10 = - x4A1 - (y4 + z4) A2 - (y4 - z4) A3 = - x4 a X - y4 b Y + z4 c Z (Sn-II) (8b)B11 = + (x4 - ½) A1 + (½ - y4 - z4) A2 + (½ - y4 + z4)A3 = + (x4 - ½) a X + (y4 + ½) b Y + z4c Z(Sn-II) (8b)B12 = + (½ - x4) A1 + (y4 - z4 - ½) A2 + (y4 + z4 +½) A3 = + (½ - x4) a X + (y4 - ½) b Y + z4 cZ(Sn-II) (8b)2 第一性原理计算方法第一性原理就是从头计算，不需要任何参数，只需要一些基本的物理常量，就可以得到体系基态的基本性质的原理。
第一性原理通常是跟计算联系在一起的，是指在进行计算的时候除了告诉程序你所使用的原子和他们的位置外，没有其他的实验的，经验的或者半经验的参量，且具有很好的移植性。
从头算（ab initio）是狭义的第一性原理计算，它是指不使用经验参数，只用电子质量，光速，质子中子质量等少数实验数据去做量子计算。
第一性原理方法(First-principle calculations)或者叫从头算起法(ab initio)仅需采用五个基本物理常数(普朗克常数h、电荷e、光速c、电子质量m0、波尔兹曼常数kB)，原子序数，而不依赖任何经验参数即可合理预测微观体系的状态和性质，比如总能、晶体结构和电子结构等，进而计算构型能、生成热和相变热等热力学性质。
本实验的计算都是通过计算材料学软件VASP运算完成，它使用赝势和平面波基组，进行从头量子力学分子动力学计算，基于有限温度下的局域密度近似（用自由能作为变量）以及对每一MD步骤用有效矩阵对角方案和有效Pulay混合求解瞬时电子基态。
使用PAW方法或超软赝势，因此基组尺寸非常小，描述体材料一般需要每原子不超过100个平面波，大多数情况下甚至每原子50个平面波就能得到可靠结果。
它采用周期性边界条件处理原子、分子、团簇、薄膜、晶体、准晶和无定性材料，以及表面体系和固体，可以计算材料的结构参数(键长,键角,晶格常数，原子位置等)和构型以及材料的电子结构(能级、电荷密度分布、能带、电子态密度和ELF)等。
3 第一性原理计算步骤A、进入系统，将模版文件夹解压到桌面。
建立自己的文件目录,将模板中文件夹内容拷到自己的文件夹，将化合物修改成MnP，然后进入-R31，在相应的势函数库中寻找元素的POTCAR，将计算文件夹-R31中的POTCAR中内容换成自己的化合物元素的POTCAR 内容之和。
按下面的步骤进行计算。
B、先打开**-r31文件夹，点击右键，打开“终端”运行界面，输入 vasp>r31& ,然后回车，计算开始执行。
（进行晶胞参数优化）C、3-5分钟后敲击回车键，等待运行完毕，出现“ ** done“。
将R32 或r31文件夹中除INCAR外的所有文件拷贝到”*-rf“文件夹中，右键点击出现”终端“，然后输入”cp CONTCAR POSCAR，回车，输入“y”确认。
（即将CONTCAR 中内容拷贝到POSCAR中，使得本次计算的初始晶胞参数是在前一次r31或R32 计算结果的基础上进行。
）然后输入“vasp>rf&,等待完成。
D、将*-rf 文件夹中所有内容（除INCAR）拷贝到*-DOS 文件夹，终端运行vasp>LOG-DOS&,E、将*-rf 文件夹中所有内容（除INCAR, KPOINTS）拷贝到*-BAND 文件夹，终端运行vasp>LOG-BAND&4.计算结果与讨论Primitive vectorsa(1) = 6.47800000 0.00000000 0.00000000a(2) = 0.00000000 3.23900000 -6.07750000a(3) = 0.00000000 3.23900000 6.07750000Volume = 255.03915151Basis Vectors:Atom Lattice Coordinates Cartesian CoordinatesPd 0.00000000 -0.01000000 0.01000000 0.00000000 0.00000000 0.12155000Pd 0.50000000 0.49000000 0.51000000 3.23900000 3.23900000 0.12155000Pd 0.00000000 -0.23800000 0.23800000 0.00000000 0.00000000 2.89289000Pd 0.50000000 0.26200000 0.73800000 3.23900000 3.23900000 2.89289000Sn 0.34200000 0.03300000 0.28300000 2.21547600 1.02352400 1.51937500Sn -0.34200000 -0.28300000 -0.03300000 -2.21547600 -1.02352400 1.51937500Sn -0.15800000 0.21700000 0.46700000 -1.02352400 2.21547600 1.51937500Sn 0.15800000 -0.46700000 -0.21700000 1.02352400 -2.21547600 1.51937500Sn 0.25000000 0.37500000 0.12500000 1.61950000 1.61950000 -1.51937500Sn -0.25000000 -0.12500000 -0.37500000 -1.61950000 -1.61950000 -1.51937500Sn -0.25000000 0.37500000 0.12500000 -1.61950000 1.61950000 -1.51937500Sn 0.25000000 -0.12500000 -0.37500000 1.61950000 -1.61950000 -1.519375005.The total energies of the stable elements and the end-member compounds of the O phase based on Ti2AlNb with the sublattice model described in Formula (1) in text, eV/atomS i t e o c c u p a n c y f r a c t i o nT/KT/KS i t e o c c u p a n c y f r a c t i o nS i t e o c c u p a n c y f r a c t i o nT/K6.TCW计算：Output from POLY-3Database: USER CMCConditions:T=1500, P=100000, N=1, X(RH)=3.33E-1DEGREES OF FREEDOM 0Temperature 1500K (1227C, 2240F), Pressure 1.000000E+05Number of moles of components 1.00000E+00, Mass 1.72470E+02Total Gibbs energy -7.07126E+03, Enthalpy -6.47479E+03, Volume 0.00000E+00 Component Moles W-Fraction Activity Potential Ref.StatePB 6.6700E-01 8.0131E-01 6.1632E-01 -6.0361E+03 SERRH 3.3300E-01 1.9869E-01 4.8036E-01 -9.1446E+03 SERPDSN2#1 STATUS ENTERED Driving force 0.0000E+00 Number of moles 1.0000E+00, Mass 1.7247E+02Mass fractions:PB 8.01313E-01 RH 1.98687E-01Constitution:Sublattice 1 Number of sites 0.33RH 9.8697E-01 PB 1.3027E-02Sublattice 2 Number of sites 0.67PB 9.9394E-01 RH 6.0623E-03Output from POLY-3Database: USER CMCConditions:T=1400, P=100000, N=1, X(RH)=3.33E-1DEGREES OF FREEDOM 0Temperature 1400K (1127C, 2060F), Pressure 1.000000E+05Number of moles of components 1.00000E+00, Mass 1.72470E+02Total Gibbs energy -7.03664E+03, Enthalpy -6.62041E+03, Volume 0.00000E+00 Component Moles W-Fraction Activity Potential Ref.StatePB 6.6700E-01 8.0131E-01 5.9447E-01 -6.0539E+03 SERRH 3.3300E-01 1.9869E-01 4.6134E-01 -9.0051E+03 SERPDSN2#1 STATUS ENTERED Driving force 0.0000E+00 Number of moles 1.0000E+00, Mass 1.7247E+02Mass fractions:PB 8.01313E-01 RH 1.98687E-01Constitution:Sublattice 1 Number of sites 0.33RH 9.9068E-01 PB 9.3167E-03Sublattice 2 Number of sites 0.67PB 9.9579E-01 RH 4.2077E-03Output from POLY-3Database: USER CMCConditions:T=1300, P=100000, N=1, X(RH)=3.33E-1DEGREES OF FREEDOM 0Temperature 1300K (1027C, 1880F), Pressure 1.000000E+05Number of moles of components 1.00000E+00, Mass 1.72470E+02Total Gibbs energy -7.01129E+03, Enthalpy -6.73543E+03, Volume 0.00000E+00 Component Moles W-Fraction Activity Potential Ref.StatePB 6.6700E-01 8.0131E-01 5.7127E-01 -6.0518E+03 SERRH 3.3300E-01 1.9869E-01 4.3759E-01 -8.9332E+03 SERPDSN2#1 STATUS ENTERED Driving force 0.0000E+00 Number of moles 1.0000E+00, Mass 1.7247E+02Mass fractions:PB 8.01313E-01 RH 1.98687E-01Constitution:Sublattice 1 Number of sites 0.33RH 9.9361E-01 PB 6.3949E-03Sublattice 2 Number of sites 0.67PB 9.9725E-01 RH 2.7470E-03Output from POLY-3Database: USER CMCConditions:T=1200, P=100000, N=1, X(RH)=3.33E-1DEGREES OF FREEDOM 0Temperature 1200K (927C, 1700F), Pressure 1.000000E+05Number of moles of components 1.00000E+00, Mass 1.72470E+02Total Gibbs energy -6.99366E+03, Enthalpy -6.82206E+03, Volume 0.00000E+00 Component Moles W-Fraction Activity Potential Ref.StatePB 6.6700E-01 8.0131E-01 5.4781E-01 -6.0047E+03 SERRH 3.3300E-01 1.9869E-01 4.0678E-01 -8.9745E+03 SERPDSN2#1 STATUS ENTERED Driving force 0.0000E+00 Number of moles 1.0000E+00, Mass 1.7247E+02Mass fractions:PB 8.01313E-01 RH 1.98687E-01Constitution:Sublattice 1 Number of sites 0.33RH 9.9580E-01 PB 4.1989E-03Sublattice 2 Number of sites 0.67PB 9.9835E-01 RH 1.6492E-03Output from POLY-3Database: USER CMCConditions:T=1100, P=100000, N=1, X(RH)=3.33E-1DEGREES OF FREEDOM 0Temperature 1100K (827C, 1520F), Pressure 1.000000E+05Number of moles of components 1.00000E+00, Mass 1.72470E+02Total Gibbs energy -6.98215E+03, Enthalpy -6.88327E+03, Volume 0.00000E+00 Component Moles W-Fraction Activity Potential Ref.StatePB 6.6700E-01 8.0131E-01 5.2694E-01 -5.8595E+03 SERRH 3.3300E-01 1.9869E-01 3.6448E-01 -9.2309E+03 SERPDSN2#1 STATUS ENTERED Driving force 0.0000E+00 Number of moles 1.0000E+00, Mass 1.7247E+02Mass fractions:PB 8.01313E-01 RH 1.98687E-01Constitution:Sublattice 1 Number of sites 0.33RH 9.9735E-01 PB 2.6497E-03Sublattice 2 Number of sites 0.67PB 9.9913E-01 RH 8.7470E-04Output from POLY-3Database: USER CMCConditions:T=1000, P=100000, N=1, X(RH)=3.33E-1DEGREES OF FREEDOM 0Temperature 1000K (727C, 1340F), Pressure 1.000000E+05Number of moles of components 1.00000E+00, Mass 1.72470E+02Total Gibbs energy -6.97516E+03, Enthalpy -6.92255E+03, Volume 0.00000E+00 Component Moles W-Fraction Activity Potential Ref.StatePB 6.6700E-01 8.0131E-01 5.1630E-01 -5.4965E+03 SERRH 3.3300E-01 1.9869E-01 3.0266E-01 -9.9369E+03 SERPDSN2#1 STATUS ENTERED Driving force 0.0000E+00Number of moles 1.0000E+00, Mass 1.7247E+02Mass fractions:PB 8.01313E-01 RH 1.98687E-01Constitution:Sublattice 1 Number of sites 0.33RH 9.9834E-01 PB 1.6568E-03Sublattice 2 Number of sites 0.67PB 9.9962E-01 RH 3.7827E-04参考书目：[1] 张朝晖,吴波.计算机在材料科学与工程中的应用[M].长沙:中南大学出版社,2008:130-135.[2] 福州大学材料学院多尺度材料设计与应用实验室, /aboutus/[3] 无机材料晶体结构数据库, http://icsd.ill.eu/icsd/index.php.[4] 韦丹，固体物理[M].北京：清华大学出版社，2007.[5] 刘静安．挤压模具技术的理论与实践[M]．重庆：科学技术文献出版社重庆分社．1989．[6] 谷兰成．陈学同．我国铝型材挤压业的现状及未来[J]．山东冶金，1998，20(4)：16—20．[7] 刘汉武，丁桦，崔建忠．铝型材挤压分流组合模型有限元分析与计算[J]．模具工业．1999(4)：9—11．[8] 孟凡中．弹塑性有限变形理论和有限元法[M]．北京：清华大学出版社，1985．[9] 周飞，彭颖红．阮学榆．铝型材挤压过程有限元数值模拟[J]．中国有色金属学报，1998，8(4)：637—643．。