经典势函数描述钛的 $\alpha$、$\beta$ 和 $\omega$ 相之间的马氏体相变

对钛的 $\alpha$、$\beta$ 和 $\omega$ 相之间包含形核与生长的马氏体相变进行描述,需要一种精确的经典势函数。将一个改进型嵌入原子势的参数针对一组密度泛函计算数据进行优化,得到了一种精确且可迁移的势函数;通过与声子、表面与堆垛层错能以及均匀马氏体相变能垒的实验和密度泛函数据对比,验证了其准确性。分子动力学模拟绘制出了钛的压力-温度相图。对于该势函数,在环境压力与 1200 K 下出现 $\alpha$ 与 $\beta$ 之间的马氏体相变;在环境条件下出现 $\alpha$ 与 $\omega$ 之间的马氏体相变;在 1200 K 与 8 GPa 以上压力下出现 $\beta$ 与 $\omega$ 之间的马氏体相变;三相点出现在 8 GPa 与 1200 K 处。对马氏体 $\alpha-\omega$ 相变动力学的分子动力学探索表明,界面移动迅速且界面能较低,为 30 meV/\AA$^2$。该势函数适用于研究 Ti 的缺陷与相变。