【摘 要】
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在固体物理学中,基于德拜模型的格林爱森定律是计算固体热膨胀系数的一种常用而有效的方法。但是,使用该方法计算固体的热膨胀系数,所需要的材料物性参数较多,特别是固体材料
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在固体物理学中,基于德拜模型的格林爱森定律是计算固体热膨胀系数的一种常用而有效的方法。但是,使用该方法计算固体的热膨胀系数,所需要的材料物性参数较多,特别是固体材料在不同温度下的体积弹性模量难以确定,文献中可以查到的数据也极为有限。本文针对这一困难,提出体积弹性模量力热等效,即温度对固体体积弹性模量的影响与加压过程对固体体积弹性模量的影响相似,因此可以以体积作为桥梁,以压力p(室温)下的体积弹性模量代替温度T(零压)下的体积弹性模量进行计算。通过对固体在等温条件下压强P与体积V本构行为的实测数据进行拟合,可以获得固体的等温状态方程P(V),进而可以获得固体在不同压力下的体积弹性模量B(V),也就获得了固体在不同温度下的体积弹性模量B。以室温下(300K)物性参数为初值逐次推算,计算出Ag、Al、Au等15种材料在0至1000K左右(部分金属到2000K以上)范围内各温度点的体积膨胀系数值。另一方面,本文还引入叶氏方程作为体积弹性模量方程,重新对15种材料进行了计算。这些工作表明,本文的体积弹性模量方法的计算值与实测值符合度高,计算效果介于分子动力学方法、赝势模型等计算效果之间。
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