[发明专利]一种密排六方金属孪晶界面建模方法

权利要求书

1.一种密排六方金属孪晶界面建模方法，其特征在于，在正交盒子中构建周期性的{10-11}孪晶界，并包含以下步骤：

(1)构造正交的密排六方结构的单胞；

(2)构造正交模拟盒子，并将单胞的{10-11}面旋转至垂直于模拟盒子的一个轴向，从而保证在后续的模拟加载中孪晶界垂直于界面加载；

(3)确定盒子尺寸，这里主要依据旋转后的单胞在正交模拟盒子三个方向上最小重复单元的距离来确定，模拟盒子的在三个方向上的最终尺寸应为最小重复单元的整数倍，从而保证周期性；

(4)在模拟盒子的中心开始填充旋转后的单胞结构，当遇到盒子边界时填充结束；

(5)填充单胞后，在垂直于界面方向的左右边界一般会形成两个界面，这主要是单胞在盒子中的倾斜填入；此时首先根据周期性，将两个界面移至盒子中心；然后根据周期性将局部原子微调，调整的距离主要根据原子排列和原子之间的距离来调整界面间原子的错动，并调整模拟盒子的尺寸以保证周期性；

(6)调整完原子后，仍然存在界面，此时要利用分子动力学软件及原子间势对构型进行静态驰豫；释放内应力后，即获得一个旋转后的、没有界面的、具有周期性的密排六方结构的单晶；

(7)将获得的单晶在垂直于界面的方向进行镜像，并删除所得镜像构型边界处的一列原子；

(8)将原始单晶和镜像后的单晶在垂直于界面方向粘合，即构成完成{10-11}孪晶界。

2.按照权利要求1所述的密排六方金属孪晶界面建模方法，其特征在于，步骤(1)中，构造的密排六方结构单胞为正交单胞。

3.按照权利要求1所述的密排六方金属孪晶界面建模方法，其特征在于，步骤(2)中，所构造的孪晶界面垂直于模拟盒子的一个轴向，即在分子动力学模拟过程中垂直于界面进行力学加载。

4.按照权利要求1所述的密排六方金属孪晶界面建模方法，其特征在于，步骤(3)中，所创建的模拟盒子尺寸大小选取依据为旋转后的单胞沿着盒子的三个轴向最小重复单元距离的整数倍，从而保证周期性。

5.按照权利要求1所述的密排六方金属孪晶界面建模方法，其特征在于，步骤(5)中，在模拟盒子中填入单胞后，出现的两个界面，要移至盒子中心进行调整；两个界面所调整的距离，与密排六方结构的原子间距保持一致；在移动完原子后，调整盒子长度以保证周期性。

6.按照权利要求1所述的密排六方金属孪晶界面建模方法，其特征在于，步骤(6)中，利用分子动力学所需的原子间势函数对构型进行静态驰豫，从而释放内应力，获得一个旋转后、没有界面的、具有周期性的密排六方单晶。

7.按照权利要求1所述的密排六方金属孪晶界面建模方法，其特征在于，步骤(6)中，驰豫方法采用共轭梯度法或最陡下降法。

8.按照权利要求1所述的密排六方金属孪晶界面建模方法，其特征在于，步骤(7)中，对获得的单晶沿垂直界面方向进行镜像，获得一个镜像后的单晶，并删除该单晶的一列原子，并与原始单晶沿着垂直于界面方向粘合，从而获得{10-11}孪晶界。