W热力学性质和弹性性质的第一性原理研究

黄多辉¹，李强¹，曹启龙¹，王藩侯¹，蔡灵仓²，张修路²，经福谦²

1. 宜宾学院计算物理四川省高等学校重点实验室2. 冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室

摘 要：使用第一性原理方法结合准谐近似理论研究了立方结构钨的热力学性质,包括平衡体积V、体弹模量B0、线膨胀系数α、熵S、振动自由能F、等压热容CP和等容热容CV随温度的变化关系。在计算体系的线膨胀系数、熵、振动自由能、等压热容和等容热容时考虑了热电子和热振动对自由能的贡献。计算结果表明:考虑热电子对自由能贡献后得到的线膨胀系数、熵、振动自由能和等压热容在0～2000 K范围内均与实验值符合较好。在得到平衡体积随温度变化的基础上,计算了钨立方结构的弹性性质,得到了弹性常数、体积模量、剪切模量和杨氏模量随温度的变化关系,所得结果与实验测量值符合较好。

关键词：W;准谐近似;热力学性质;弹性性质;