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摘要
A15型Nb3Al金属间化合物与Nb3Sn类似，但其具有更好的应力应变容许特性和高场临界电流密度(Jc).由于Nb3Al晶格原子排列的有序度较差，其超导性能对晶格完整性不敏感，且Al含量对Nb3Al成相及Tc有较大的影响.因此对相结构的研究对Nb3Al超导性及热学性质的影响具有理论和实际意义.本文采取第一性原理以及热力学理论计算方法，对Nb3Al的结构进行晶格相结构转变、原子位移以及热力学性质等系统计算研究.结果发现晶格相结构转变的势垒高于原子的位移势垒，且晶格相结构的转变温度高于Nb3Al的熔化温度.与Nb原子扩散位移相比，Al原子具有更低的位移势垒，且Al原子的“位移温度”低于熔化温度，为1070 K.对于Nb原子位移势垒，通过统计方法得到Nb原子的“位移温度”为2333 K,与实验中得到的Nb3Al熔化温度2306 K吻合较好，此计算结果表明高温下Nb3Al的制备主要体现为Al原子的位移，而Nb原子对该化合物的相结构稳定性具有更重要作用.计算结论为更好地理解Nb3Al制备过程中微观结构演化及扩散反应提供一定的理论依据.
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