单质金属的晶界性质
材料科学
2019-07-23 v1
摘要
晶界（GBs）的结构与能量对于预测多晶材料的性能至关重要。本工作中，我们利用高通量密度泛函理论计算工作流构建了晶界数据库（GBDB），这是迄今为止最大的基于 DFT 计算的晶界性质数据库。该数据库目前涵盖 58 种单质金属的 327 个晶界，包括体心立方（bcc）和面心立方（fcc）体系的 10 个常见扭转或对称倾侧晶界，以及密排六方（hcp）体系的 7 [0001] 扭转晶界。特别地，我们展示了一种用于高通量晶界计算的新型标度结构模板方法，将晶界结构收敛的计算成本降低了约 倍。晶界能与分离功已与先前的实验和计算结果严格验证。利用这一大型晶界数据集，我们基于内聚能和剪切模量建立了一种改进的不同元素晶界能预测模型。开放的 GBDB 代表了第一性原理晶界性质可用性方面的重大进展，我们相信其将有助于指导未来多晶材料的设计。
引用
@article{arxiv.1907.08905,
title = {Grain Boundary Properties of Elemental Metals},
author = {Hui Zheng and Xiang-Guo Li and Richard Tran and Chi Chen and Matthew Horton and Donny Winston and Kristin Aslaug Persson and Shyue Ping Ong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.08905},
year = {2019}
}
备注
32 pages, 8 figures, 2 tables in main manuscript; 6 figures, 5 tables, in 14 pages of Supplementary Information