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稀土2025年第06期:基于深度势能的Al-Sc合金力学性能分子动力学模拟研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李娟;薛红涛;张志军;常真;汤富领;任军强;卢学峰;李俊琛;

单位:兰州理工大学材料科学与工程学院省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室;

摘要:基于高通量第一性原理计算拟合深度势能(DP)模型有望解决稀土铝合金分子动力学模拟过程中势函数稀缺的问题。本文首先使用深度学习方法训练Al-Sc二元势函数,并通过对比DP与DFT的原子间力、能量、能量-体积曲线和弹性模量等对DP势函数的精度进行测试。结果表明,DP预测的原子间力、能量、析出相能量-体积曲线、弹性模量与第一性原理计算结果非常接近,证明本文开发的DP势函数具有较高的精度。在此基础上,使用DP势函数对不同Sc含量的Al-Sc单晶合金进行了单轴拉伸变形研究,发现Al-0.1%Sc(原子分数)合金具有最高的抗拉强度,可为高性能稀土铝合金的成分优化提供参考。

关键词:深度学习;;分子动力学;;Al-Sc;;第一性原理;;稀土铝合金

基金资助:国家自然科学基金项目(12204210);; 广西科技计划项目(桂科AA22068084);; 中国科学院金属研究所项目(IMR-FWHT-202304-1012);; 甘肃省科技重大专项(22ZD6GA008);; 甘肃省基础研究创新群体项目(25JRRA803)