|
|
Prvoprincipiální analýza stability krystalů pevných látek
Řehák, Petr ; Buršík, Jiří (oponent) ; Šob, Mojmír (oponent) ; Černý, Miroslav (vedoucí práce)
Cílem vědeckovýzkumné činnosti v průběhu autorova doktorského studia byla analýza mechanické stability kubických krystalů při vnějším zatížení. V této práci je ukázáno, jakým způsobem byla posuzována mechanická stabilita fcc krystalů (C, Al, Ir, Pt, Au) za podmínek izotropního (hydrostatického) tahového zatížení. K tomuto účelu bylo použito ab initio metod. Studované krystaly byly podrobeny simulované izotropní tahové deformaci a byla posouzena jejich elastická stabilita. Výsledky této analýzy ukazují, že elastické porušení Al, Pt a Au souvisí s vymizením trigonálního smykového modulu, přičemž diamant a Ir zůstávají stabilní až do dosažení maxima napětí. Podle vypočtené pásové struktury si krystal diamantu zachovává svůj charakter izolantu až do tohoto porušení. Následně byla určena fononová spektra metodou lineární odezvy a bylo provedeno studium dynamické stability. Získané výsledky odhalují měkké módy u Al, Pt a Ir dříve než by došlo k jejich elastickému porušení. Vybrané krátkovlnné nestability jsou potvrzeny vytvořenými modely mikroskopické deformace i disperzními závislostmi stanovenými pomocí metody nadmříží. Vlivem nalezených nestabilit je kritická deformace příslušná maximu napětí snížena až o 40 %, přičemž kritické napětí je redukováno maximálně o 20 %.
|
|
|
Magnetické slitiny s tvarovou pamětí - ab initio přístup
Heczko, Martin ; Šesták, Petr (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá teoretickým studiem slitin s magnetickou tvarovou pamětí na bázi Ni2MnGa při užití ab initio výpočtů elektronové struktury provedených metodou projektovaných přidružených vln. V práci byl studován vliv rostoucí koncentrace manganu v podmřížce galia na průběh totální energie a magnetických momentů podél tetragonální deformační dráhy mezi fází austenitu s kubickou L21 strukturou a fází nemodulovaného martenzitu s tetragonální strukturou. Dále byl zkoumán vliv vzájemného uspořádání atomů manganu v podmřížce galia a změny těchto uspořádání podél tetragonální deformační dráhy. V neposlední řadě byly spočteny elastické konstanty pro fázi austenitu a martenzitu v jednotlivých zkoumaných slitinách. Z výsledků vyplývá, že s rostoucí koncentrací manganu klesá totální energie nemodulovaného martenzitu, což má za následek jeho stabilizaci. Zároveň se snižuje energetická bariera mezi austenitem a martenzitem, tedy austenit z metastabilního stavu přechází do stavu nestabilního.
|
|
|
Počítačové modelování hranic dvojčatění ve slitinách s tvarovou pamětí
Heczko, Martin ; Pokluda, Jaroslav (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá teoretickým studiem dvojčatění slitin s magnetickou tvarovou pamětí na bázi Ni2MnGa při užití ab initio výpočtů elektronové struktury provedených metodou projektovaných přidružených vln. V práci byl studován vliv rostoucí koncentrace manganu v podmřížce galia na totální energii a stav napjatosti podél různých deformačních drah ve smykovém systému (10-1)[101] nemodulovaného martenzitu. Dále byl zkoumán vliv koncentrace manganu na energii rovinné chyby způsobené přítomností parciální dislokace při pohybu hranice dvojčatění. Z výsledků vyplývá, že zvýšením koncentrace manganu dochází jak k nárůstu modulu pružnosti ve smyku pro zkoumaný smykový systém, tak i k nárůstu energetických bariér a deformačních charakteristik v průběhu smykové deformace, což ji činí obtížnější. Zvýšení koncentrace manganu taktéž vede ke zvýšení energie rovinné chyby. Všechny zjištěné efekty mohou být zodpovědné za pokles mobility hranic dvojčatění ve slitinách s vysokým obsahem manganu.
|
|
|
Počítačové modelování slitin s vysokou entropií
Papež, Pavel ; Jan, Vít (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá teoretickým studiem slitiny s vysokou entropií CoCrNi za využití ab initio výpočtů. Byl studován vliv uspořádání na krátkou vzdálenost na vzájemnou stabilitu FCC a HCP struktury a vliv na energii vrstevné chyby. Výsledky ukazují zvýšení stability obou typů struktur se snižujícím se počtem Cr-Cr nejbližších sousedů. Vliv počtu Cr Cr nejbližších sousedů na energii vrstevné chyby nebyl narozdíl od dříve napsané literatury prokázán. Ukázala se však silná závislost na změně uspořádání na krátkou vzdálenost, ke kterému dojde při posunu vrstev (1 1 1) po transformaci z FCC do HCP struktury. Dále byl studován vliv intersticiálních atomů C a N. Oba stabilizují FCC strukturu a tím dochází ke zvýšení energie vrstevné chyby. Oba intersticiály preferují oktaedrické pozice s větším množstvím Cr v jejich okolí.
|
|
|
Stabilita krystalů pevných látek z prvních principů
Řehák, Petr ; Šob, Mojmír (oponent) ; Černý, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá studiem stability krystalů pevných látek za podmínek izotropního tahu. K tomuto účelu bylo použito ab initio metod. Krystaly čtyř vybraných fcc kovů (Al, Cu, Ir, Au) a diamantu byly podrobeny simulované izotropní tahové deformaci a byla stanovena maximální hodnota napětí. Poté byla spočtena fononová spektra pro různé hodnoty deformací pro posouzení stability krystalových mříží. V disperzních závislostech krystalů diamantu, Al, Ir, Au se objevuje fononová nestabilita pro menší hodnoty deformací než odpovídá dekohezi těchto krystalů. Výskyt takové nestability určuje ideální pevnost při izotropním tahu. K významnější redukci pevnosti (přibližně o 20%) ovšem dochází pouze pro Au a Ir.
|
|
|
Ab-initio výpočty stability struktur sloučenin niklu a dusíku
Šárfy, Pavlína ; Vřešťál,, Jan (oponent) ; Šob,, Mojmír (vedoucí práce)
Práce je věnována studiu elektronové struktury nitridů niklu o složení NiN, Ni2N, Ni3N a Ni4N. Získané výsledky jsou využity pro předpověď nejstabilnějších struktur pro každé složení. Celková energie a elektronová struktura jsou počítány pseudopotenciálovou metodou pomocí programu Abinit a dále metodou linearizovaných přidružených vln s úplným zahrnutím krystalového potenciálu (FLAPW), implementovanou v programu Wien2k. Pro výměnnou a korelační energii je použita aproximace lokální hustoty (LDA) a zobecněná gradientová aproximace (GGA). Jako nejstabilnější struktura byla předpovězena pro složení NiN struktura kubická plošně centrovaná B3, pro Ni2N struktura prostá tetragonální C4, pro Ni3N struktura hexagonální v souladu s experimentálními daty a pro Ni4N struktura prostá kubická.
|
|
| |
|
|
Vliv nečistot na kohezi rozhraní v multivrstvách nitridů tranzitivních kovů
Češka, Jakub ; Zelený, Martin (oponent) ; Černý, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá studiem multivrstev nitridů tranzitivních kovů pomocí prvoprincipiálních výpočtů. Studovány jsou tři konkrétní systémy AlN / TiN, AlN / VN a TiN / VN. Tyto systémy jsou studovány ve struktuře B1. Rozhraní je orientováno podél krystalové roviny (001). Hlavním cílem je objasnění vlivu nečistoty na kohezi multivrstev. Studovanou nečistotou je substituční atom O, který v nitridu nahradí atom N. Pro zmíněné systémy jsou predikovány preferované pozice substituce pro tři rozdílné koncentrace substitučních atomů. Tyto predikce jsou provedeny na základě energetické bilance substituce v různých pozicích. Podle výsledků se preferované pozice substituce mohou lišit pro rozdílné koncentrace kyslíku. Ve většině případů se preferované pozice nacházejí na rozhraní mezi nitridy. Pro systémy s nečistotou v preferované pozici jsou vypočteny hodnoty lomové energie pro různé lomové roviny ve směru (001). Vliv nečistoty na lomovou energii závisí na její koncentraci. V případě multivrstvy AlN / TiN bylo při vhodné koncentraci pozorováno zvýšení lomové energie nejslabšího článku multivrstvy. V ostatních případech se lomová energie vlivem přítomnosti nečistoty výrazně neměnila nebo se zhoršila.
|
|
|
Ab initio calculation of doping in Ni2MnGa alloy
Janovec, Jozef ; Černý, Miroslav (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
The subject of this work is theoretical study of Ni-Mn-Ga system, known due to the magnetic shape memory effect. Calculations were performed using the Exact Muffin-Tin Orbitals method in combination with the Coherent Potential Approximation within the Korringa-Kohn-Rostoker formalism. The total energy was calculated by Full Charge Density method. Effects of Zn or Cd dopings on total energies along the tetragonal deformation path and consequently on martensite transformation temperature TM and Curie temperature TC were examined. Off-stoichiometric alloys with excess of Mn at the expose of Ga were studied as well. The increase in TM for all cases of doping in Ga sublattice and the decrease in TM for both cases of doping in Mn sublattice were predicted. Regarding TC, all types of doping should decrease Curie temperature with an exception of magnetic transition in the off-stoichiometric martensite.
|
|
|
Ab initio výpočty křivek rozpustnosti tuhých roztoků
Fikar, Ondřej ; Friák, Martin (oponent) ; Zelený, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá teoretickým studiem fázové stability tuhých roztoků ve vybraných slitinách hliníku a stříbra. Ab initio výpočty byly provedeny s využitím projektovaných přidružených vln a teplotní závislosti termodynamických veličin byly získány pomocí fononových výpočtů. Pozornost je v této práci věnována zejména slitině hliníku a germania, zatímco ostatní slitiny (Al-Pb, Ag-Ge a Ag-Pb) byly zkoumány spíše za účelem porovnání predikce rozpustnosti v různých soustavách a její spolehlivosti. Teploty, při kterých dochází ke stabilizaci tuhého roztoku, byly hodnoceny z energetického hlediska, přičemž bylo vyhodnocení provedeno vícekrát se zahrnutím různých příspěvků k celkové energii jednotlivých soustav. Dále byly spočítány elektronové a fononové hustoty stavů pro všechny čisté prvky a tuhé roztoky, porovnány výsledné teploty rozpustnosti s experimentálními daty, které byly zprostředkovány metodou CALPHAD a vyobrazeny jednotlivé příspěvky k celkové energii. Výsledky získané v této práci podhodnocují experimentální hodnoty teplot rozpustnosti jednotlivých tuhých roztoků řádově o stovky Kelvinů.
|
host ::
RSS.