毛钙硅石中的铁弹性、剪切模量软化与四方-立方相变
材料科学
2025-05-06 v1
摘要
毛钙硅石（Dm），即CaSiO3钙钛矿（CaPv）的立方相，是地球下地幔的主要组成部分。理解其弹性行为，包括其在布里奇曼石（MgSiO3钙钛矿）中的溶解，对于解释下地幔地震学至关重要。利用机器学习原子间势和分子动力学，我们研究了CaPv在四方-立方相变过程中的弹性性质。我们的状态方程在300 K和2000 K下与实验数据吻合良好，证明了我们训练势的预测准确性。我们模拟了四方相CaPv中的铁弹性滞后回线，这尚未得到实验研究。我们还发现了在相变附近由温度引起的显著的剪切模量软化，这是铁弹性-顺弹性相变的特征。与以往的弹性研究不同，我们的软化区域并未延伸至板片地温条件。我们认为，从头算质量的计算为与铁弹性相关的剪切弹性软化提供了一个稳健的基准，而这一性质在这些材料中难以测量。
引用
@article{arxiv.2505.01529,
title = {Ferroelasticity, shear modulus softening, and the tetragonal-cubic transition in davemaoite},
author = {Tianqi Wan and Chenxing Luo and Zhen Zhang and Yang Sun and Renata M. Wentzcovitch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01529},
year = {2025}
}