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Mg_(1-x)Sc_(x)合金理想强度的第一性原理计算 被引量:1
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作者 孙霖评 周游 +1 位作者 那日苏 武晓霞 《内蒙古师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2022年第2期116-120,共5页
采用第一性原理计算方法研究了Mg_(1-x)Sc_(x)(0.10<x<0.25)合金bcc和hcp两相分别在[001]和[0001]晶向上的理想拉伸强度。结果表明:MgSc合金bcc[001]和hcp[0001]理想强度随Sc组分的增加显著增加;合金bcc[001]理想强度在Sc组分从15... 采用第一性原理计算方法研究了Mg_(1-x)Sc_(x)(0.10<x<0.25)合金bcc和hcp两相分别在[001]和[0001]晶向上的理想拉伸强度。结果表明:MgSc合金bcc[001]和hcp[0001]理想强度随Sc组分的增加显著增加;合金bcc[001]理想强度在Sc组分从15at.%增加至25at.%时增加了25%,而hcp[0001]理想拉伸强度增加8.6%,说明Sc合金化对Mg的bcc相稳定化效果显著。MgSc合金hcp[0001]的理想强度约为bcc[001]的10倍,对应hcp[0001]理想强度的应变约为bcc[001]的3倍,说明hcp相结构稳定性显著强于bcc相。Mg和Sc基态均为hcp结构,Sc合金化对hcp合金理想强度的影响略小。 展开更多
关键词 MgSc合金 理想强度 第一性原理计算
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第一性原理研究C/Si比对SiC理想剪切强度的影响
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作者 苏文 李盈盈 《华中师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第2期196-201,共6页
使用第一性原理计算方法研究C/Si比对β-SiC的理想剪切强度的影响,建立化学计量比下理想β-SiC分子模型,用C原子替换其中的Si原子,经蒙特卡罗方法优化得到非化学计量比下的SiC分子模型,这些晶体的C/Si比的变化范围是1~1.52.每个模型样... 使用第一性原理计算方法研究C/Si比对β-SiC的理想剪切强度的影响,建立化学计量比下理想β-SiC分子模型,用C原子替换其中的Si原子,经蒙特卡罗方法优化得到非化学计量比下的SiC分子模型,这些晶体的C/Si比的变化范围是1~1.52.每个模型样品都沿[100]方向剪切,得到其剪切应力应变关系,最终了解C/Si比对SiC理想剪切强度的影响.计算结果表明,随着C/Si比增加,SiC的理想强度总体上呈下降趋势.在剪切载荷逐渐增大情况下,晶体会在C团簇周围的C-C键或者C-Si键处断裂.C原子的聚集,会使SiC的剪切强度减少,因为C团簇内部存在应变,而且C团簇越大,SiC的剪切强度下降得越剧烈. 展开更多
关键词 理想剪切强度 第一性原理 蒙特卡罗模拟 SIC C团簇 非化学计量比
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岩石试样的强度准则及内摩擦系数 被引量:12
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作者 尤明庆 华安增 《地质力学学报》 CSCD 2001年第1期53-60,共8页
岩石是一种非均质材料并含有各种缺陷 ,利用岩样的应力应变全程曲线可以确定理想强度 ,在排除岩样缺陷后讨论峰值强度与围压的关系 ,即强度准则。通过岩样剪切破坏后保持轴向变形恒定降低围压试验 ,可以确定岩样由摩擦力维持的承载能力... 岩石是一种非均质材料并含有各种缺陷 ,利用岩样的应力应变全程曲线可以确定理想强度 ,在排除岩样缺陷后讨论峰值强度与围压的关系 ,即强度准则。通过岩样剪切破坏后保持轴向变形恒定降低围压试验 ,可以确定岩样由摩擦力维持的承载能力随围压的变化关系。比较峰值强度和残余强度随围压变化关系的异同 ,可以研究岩样屈服过程中内摩擦系数的变化情况 ,以及内摩擦力对岩样变形特性的影响。粉砂岩试样在峰值应力时内摩擦系数已经达到最大值 ,峰后只是粘结力或者说是材料强度的降低过程 ,围压对变形没有明显影响。大理岩试样屈服过程中内摩擦系数不断增加 ,而内摩擦力的增加量与围压有关 ,高围压时只有材料强度完全丧失之后 ,由内摩擦力达到岩样的承载极限。内摩擦力系数随屈服过程增大 ,是岩石由脆性转变为延性的根本原因。 展开更多
关键词 强度准则 内摩擦系数 岩石缺陷 理想强度 卸围压试验
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Y、Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)对Mg合金的强化作用:第一性原理研究
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作者 岳彩霞 赵晓峰 《新技术新工艺》 2024年第5期28-33,共6页
利用第一性原理研究了Mg-Zn-Zr合金添加Y元素对其力学性能的影响,取Y/Zn摩尔比为0.5,研究了第二相化合物Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)对Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的影响。研究结果显示,Mg-Zn-Zr、Mg-Zn-Zr-Y合金分别在应变约为0.19和0.21时,应力达... 利用第一性原理研究了Mg-Zn-Zr合金添加Y元素对其力学性能的影响,取Y/Zn摩尔比为0.5,研究了第二相化合物Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)对Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的影响。研究结果显示,Mg-Zn-Zr、Mg-Zn-Zr-Y合金分别在应变约为0.19和0.21时,应力达到极大值,Mg-Zn-Zr-Y合金理想抗拉强度明显高于Mg-Zn-Zr合金。态密度和差分电荷密度分析结果显示,Mg-Y键有较强的共价性,导致Mg-Zn-Zr-Y合金的理想抗拉强度得到提高。计算得到Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)的杨氏模量E为70.26 GPa,泊松比ν为0.261,柯西压力C_(12)-C_(44)<0,说明Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)是脆性的且提高了Mg-Zn-Zr-Y合金的刚度。 展开更多
关键词 MG合金 第一性原理 理想抗拉强度 第二相化合物
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Mg_(80)Sc_(20)合金非线性形变的计算研究
5
作者 赵继颖 周游 +2 位作者 孙霖评 武晓霞 那日苏 《内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版)》 CAS 2023年第6期616-621,共6页
基于密度泛函理论的从头计算方法,研究体心立方(bcc)Mg_(80)Sc_(20)合金沿[001]晶向的拉伸性质。结果表明,随着沿[001]晶向的拉伸,bcc结构的MgSc合金首先转变为体心正交结构,但是晶格常数a和b的差别很小,接近体心四方结构,达到一定的应... 基于密度泛函理论的从头计算方法,研究体心立方(bcc)Mg_(80)Sc_(20)合金沿[001]晶向的拉伸性质。结果表明,随着沿[001]晶向的拉伸,bcc结构的MgSc合金首先转变为体心正交结构,但是晶格常数a和b的差别很小,接近体心四方结构,达到一定的应变阈值后,发生正交转变。继续拉伸至应变达到41.4%时,又回到最初的bcc结构,此时原本的[001]晶轴变为[-110],晶格常数仍满足关系a=c=√2 b,bcc Mg_(80)Sc_(20)合金沿[001]晶向拉伸至应变为41.4%时,结构经过一系列转变最终会转回bcc结构,电子结构分析也证实了bcc-fcc-fco-bcc转变。 展开更多
关键词 MgSc合金 理想强度 非线性形变 第一性原理计算
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纳米材料力学行为的原子尺度模拟研究 被引量:7
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作者 尚福林 郭显聪 +1 位作者 北村隆行 梅野宜崇 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期263-283,共21页
对几何尺寸极小的纳米材料而言,数值模拟是与实验测试同样有效的研究手段,而且,当材料特征尺寸更小、缺乏可用的测试系统时,数值模拟可能是唯一的方法.介绍了近年来纳米材料力学行为的原子尺度数值模拟研究方面的若干新进展,重点综述了... 对几何尺寸极小的纳米材料而言,数值模拟是与实验测试同样有效的研究手段,而且,当材料特征尺寸更小、缺乏可用的测试系统时,数值模拟可能是唯一的方法.介绍了近年来纳米材料力学行为的原子尺度数值模拟研究方面的若干新进展,重点综述了采用分子动力学模拟与第一原理计算对纳米材料的晶格不稳定性、理想强度、界面断裂、碳纳水管的力电特性和铁电纳米材料的力电特性等问题的研究结果.总结介绍了纳米材料原子尺度模拟中一些实用的计算策略和方法,并提出了若干需要进一步研究的问题. 展开更多
关键词 纳米材料 理想强度 断裂 分子动力学模拟 第一原理计算
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正则抛物线准则及岩石初始损伤的估计 被引量:3
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作者 李冰洋 尤明庆 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1740-1744,共5页
岩石内存在裂隙等缺陷引起试样强度的离散。随着围压增加,裂隙的摩擦承载与黏结力差异减小,即初始损伤对高围压下强度影响较小。正则抛物线准则可以准确描述砂岩等颗粒性岩石在高围压下的强度,拟合参数视为岩石的理想单轴压缩强度,其与... 岩石内存在裂隙等缺陷引起试样强度的离散。随着围压增加,裂隙的摩擦承载与黏结力差异减小,即初始损伤对高围压下强度影响较小。正则抛物线准则可以准确描述砂岩等颗粒性岩石在高围压下的强度,拟合参数视为岩石的理想单轴压缩强度,其与试验值的差异表征试样初始损伤度。该参数可以为岩石损伤力学分析提供基础。 展开更多
关键词 损伤力学 正则抛物线准则 初始损伤 理想强度 裂隙
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Al、Cr、Fe掺杂对KDP(001)晶面力学性能影响的第一性原理研究
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作者 贾慧灵 于海滨 +3 位作者 吴锦绣 谭心 王峰 孙士阳 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期173-178,共6页
本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对KDP(001)晶面及三价金属Al、Cr、Fe掺杂KDP(001)晶面的拉伸、剪切应力-应变曲线进行了模拟研究,并对其理想强度、径向分布函数、电子态密度、电荷密度分布进行了分析。研究结果表明,Al、C... 本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对KDP(001)晶面及三价金属Al、Cr、Fe掺杂KDP(001)晶面的拉伸、剪切应力-应变曲线进行了模拟研究,并对其理想强度、径向分布函数、电子态密度、电荷密度分布进行了分析。研究结果表明,Al、Cr、Fe掺杂KDP晶体后晶格常数只略微增大,掺杂后费米能级附近主要由掺杂元素的Al-3s、Cr-3d、Fe-3d电子轨道占据,且O-2p轨道向低能级移动,结构变稳定。三种掺杂体系沿[001]向和[100]向的拉伸、剪切弹性模量、理想强度均高于KDP晶体,而三种掺杂体系的[110]向剪切弹性模量、理想强度几乎不变。在[001]向拉伸应力作用下,理想及掺杂KDP晶体始终保持四方晶系结构不变。KDP晶体的态密度分布几乎不变,Al、Cr、Fe掺杂体系的O-2p轨道由低能级向高能级移动,结构变得不稳定。[100]向和[110]向剪切作用下,理想及掺杂体系均由四方晶系转化为单斜晶系。理想及Cr掺杂KDP晶体的态密度分布几乎不变,Al、Fe掺杂体系的O-2p轨道由高能级向低能级移动,结构变稳定。KDP晶体容易沿[110]向发生剪切变形。 展开更多
关键词 掺杂KDP晶体 应力-应变曲线 理想强度 态密度 电荷密度分布 第一性原理
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城市轨道交通线网规模匡算研究 被引量:8
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作者 孙波成 戢小辉 +1 位作者 尤勍 吴兆薇 《铁道标准设计》 北大核心 2016年第1期39-43,共5页
针对传统轨道交通线网匡算模型指标取值难度大、主观性强、灵敏度差的缺点,从可量化角度,以减少指标参数主观取值为目标,首先在远景城市全方式出行距离与全方式出行量之间分段方程的基础上,运用Logit模型,构建了理想交通结构测算模型,... 针对传统轨道交通线网匡算模型指标取值难度大、主观性强、灵敏度差的缺点,从可量化角度,以减少指标参数主观取值为目标,首先在远景城市全方式出行距离与全方式出行量之间分段方程的基础上,运用Logit模型,构建了理想交通结构测算模型,其次在规模经济与规模不经济的理论基础上,构建基于收支平衡点的理想负荷强度平衡方程,最后通过构建的综合模型对成都市远景轨道交通线网规模进行匡算实证分析。测算结果表明:该模型的测算灵敏度明显优于线网服务覆盖面法且能有效避免传统算法中因指标取值不当带来误差放大的影响。 展开更多
关键词 轨道交通 线网规模 理想负荷强度方程 模型分析 实证研究
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γ-TiAl金属间化合物4种剪切变形方式的第一性原理计算 被引量:3
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作者 王玉航 汪进凯 +3 位作者 傅泽航 王昊 何燕霖 鲁晓刚 《上海金属》 CAS 北大核心 2018年第3期6-10,共5页
γ-TiAl金属间化合物因其良好的综合性能,具有广泛的应用前景。但是γ-TiAl的室温脆性极大地限制了它的应用。γ-TiAl塑性变形主要产生层错和孪晶。通过第一性原理计算的方法模拟其在[11-2]方向上的剪切变形。采用4种不同剪切变形模型... γ-TiAl金属间化合物因其良好的综合性能,具有广泛的应用前景。但是γ-TiAl的室温脆性极大地限制了它的应用。γ-TiAl塑性变形主要产生层错和孪晶。通过第一性原理计算的方法模拟其在[11-2]方向上的剪切变形。采用4种不同剪切变形模型分别计算了应力变化以及能量变化特性。simple和pure模型的结果表明,弛豫过程对晶胞的剪切变形有直接影响,与simple alias相比,pure alias的层错能明显降低。此外,弛豫过程中受到α(91.30°)影响,层错应变点推迟。能量与应力曲线表明,pure alias模型符合理论上形变层错的产生过程,由此得到γ-TiAl的理想剪切强度和层错能。 展开更多
关键词 γ-TiAl金属间化合物 第一性原理 剪切变形 理想剪切强度 稳定层错能
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Impact of replacement of Re by W on dislocation slip mediated creeps of γ'-Ni_(3)Al phases 被引量:2
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作者 Zhou YI Yun-lei XU +1 位作者 Ping PENG Jiang-hua CHEN 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第7期2013-2023,共11页
The anomalous flow behavior of γ'-Ni_(3)Al phases at high temperature is closely related to the cross-slip of 1/2<110>{111}super-partial dislocations.Generalized stacking fault energy curves(i.e.,Γ-surface... The anomalous flow behavior of γ'-Ni_(3)Al phases at high temperature is closely related to the cross-slip of 1/2<110>{111}super-partial dislocations.Generalized stacking fault energy curves(i.e.,Γ-surfaces)along the lowest energy path can provide a great deal of information on the nucleation and movement of dislocations.With the first-principles calculation,the interplay between Re and W,Mo,Ta,Ti doped at preferential sites and their synergetic influence on Γ-surfaces and ideal shear strength(τ_(max))in γ'-Ni_(3)Al phases are investigated.Similar to single Re-addition,the Suzuki segregation of W at stacking faults is demonstrated to enable to impede the movement of 1/6<112>{111} Shockley partial dislocations and promote the cross-slip of 1/2<110>{111}super-partial dislocations.With the replacement of a part of Re by W,a decreased γ_(APB)^(111)/γ_(APB)^(001) indicates that the anomalous flow behavior of γ'phases at high temperature is not as excellent as the double Re-addition,but an increasedτmax means that the creep rupture strength of Ni-based single crystal superalloys can be benefited from this replacement to some extent,especially in the co-segregation of Re and W at Al−Al sites.As the interaction between X1_(Al) and X2_(Al) point defects is characterized by an correlation energy function ΔE^(X1_(Al)+X2_(Al))(d),it is found that both strong attraction and strong repulsion are unfavarable for the improvement of yield strengths of γ'phase. 展开更多
关键词 Ni-based single crystal superalloy γ'-Ni_(3)Al generalized stacking fault energy ideal shear strength dislocation CROSS-SLIP
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Slope analysis based on local strength reduction method and variable-modulus elasto-plastic model 被引量:4
12
作者 杨光华 钟志辉 +3 位作者 傅旭东 张玉成 温勇 张明飞 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第5期2041-2050,共10页
Employing an ideal elasto-plastic model,the typically used strength reduction method reduced the strength of all soil elements of a slope.Therefore,this method was called the global strength reduction method(GSRM).How... Employing an ideal elasto-plastic model,the typically used strength reduction method reduced the strength of all soil elements of a slope.Therefore,this method was called the global strength reduction method(GSRM).However,the deformation field obtained by GSRM could not reflect the real deformation of a slope when the slope became unstable.For most slopes,failure occurs once the strength of some regional soil is sufficiently weakened; thus,the local strength reduction method(LSRM)was proposed to analyze slope stability.In contrast with GSRM,LSRM only reduces the strength of local soil,while the strength of other soil remains unchanged.Therefore,deformation by LSRM is more reasonable than that by GSRM.In addition,the accuracy of the slope's deformation depends on the constitutive model to a large degree,and the variable-modulus elasto-plastic model was thus adopted.This constitutive model was an improvement of the Duncan–Chang model,which modified soil's deformation modulus according to stress level,and it thus better reflected the plastic feature of soil.Most importantly,the parameters of the variable-modulus elasto-plastic model could be determined through in-situ tests,and parameters determination by plate loading test and pressuremeter test were introduced.Therefore,it is easy to put this model into practice.Finally,LSRM and the variable-modulus elasto-plastic model were used to analyze Egongdai ancient landslide.Safety factor,deformation field,and optimal reinforcement measures for Egongdai ancient landslide were obtained based on the proposed method. 展开更多
关键词 slope stability local strength reduction method variable-modulus elasto-plastic model in-situ test
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Unified semi-analytical solution for elastic-plastic stress of deep circular hydraulic tunnel with support yielding 被引量:2
13
作者 曾开华 许家雄 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第6期1742-1749,共8页
A unified semi-analytical solution is presented for elastic-plastic stress of a deep circular hydraulic tunnel with support yielding under plane strain conditions.The rock mass is assumed to be elastic-perfectly plast... A unified semi-analytical solution is presented for elastic-plastic stress of a deep circular hydraulic tunnel with support yielding under plane strain conditions.The rock mass is assumed to be elastic-perfectly plastic and governed by the unified strength theory (UST).Different major principal stresses in different engineering situations and different support yielding conditions are both considered.The unified solution obtained in this work is a series of results,rather than one specific solution,hence it is suitable for a wide range of rock masses.In addition,parametric study is conducted to investigate the effect of intermediate principal stress.The result shows the major principal stress should be rationally chosen according to different engineering conditions.Finally,the applicability of the unified solution is discussed according to the critical pressures. 展开更多
关键词 unified strength theory (UST) intermediate principal stress support yielding choice of major principal stress
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铀的结构相变及力学性能的第一性原理计算 被引量:1
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作者 刘本琼 谢雷 +5 位作者 段晓溪 孙光爱 陈波 宋建明 刘耀光 汪小琳 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第17期365-370,共6页
基于密度泛函理论,分别计算了a,y铀的品格常数、平衡态体积、体弹模量及其导数等,与实验和其他第一性原理计算结果符合较好:并根据焓.压强曲线得到了两相的相变压强-111GPa.通过体心立方结构理想拉伸强度的计算,分析其在极端加... 基于密度泛函理论,分别计算了a,y铀的品格常数、平衡态体积、体弹模量及其导数等,与实验和其他第一性原理计算结果符合较好:并根据焓.压强曲线得到了两相的相变压强-111GPa.通过体心立方结构理想拉伸强度的计算,分析其在极端加载条件下的结构行为.另外,计算了小应变情况下U.Nb(6.25at.%)的能量一应变关系,发现对应于剪切模量c’的应变会使得该结构的能量降低,揭示了该结构的力学不稳定性. 展开更多
关键词 相变 理想强度 结构稳定性
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Al-Li合金中δ′/θ′/δ′复合沉淀相结构演化及稳定性的第一性原理探究 被引量:2
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作者 王硕 王俊升 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1325-1333,共9页
针对Al-Li合金中的复合沉淀相δ'/θ'/δ'存在的不同位相关系,采用第一性原理方法计算了不同界面结构的形成焓、界面能、解理功和理想解理强度,获得δ'/θ'/δ'在不同生长过程中的稳定界面结构。当θ'相包... 针对Al-Li合金中的复合沉淀相δ'/θ'/δ'存在的不同位相关系,采用第一性原理方法计算了不同界面结构的形成焓、界面能、解理功和理想解理强度,获得δ'/θ'/δ'在不同生长过程中的稳定界面结构。当θ'相包含奇数Cu层时,δ'/θ'采取反相(anti-phase)a/2[110]结构;包含偶数Cu层时,δ'/θ'采取同相(in-phase)#2结构。且随着θ'相生长,2种位相通过沿界面[110]方向滑移a/2实现。同时,δ'相将自发在θ'相上异质形核实现该稳定的δ'/θ'界面结构。基于Rose断裂模型,稳定界面结构拥有最高的黏合强度和理想解理强度。最后,基于界面间键合原子的晶体轨道重叠布居及键长分析,揭示了电子成键和结构稳定性的关系。表明界面间Al—Al键对结构稳定性起主导,且主要源自Al原子3p—3p轨道成键态贡献。 展开更多
关键词 AL-LI合金 复合沉淀相 界面能 理想强度 电子结构 第一性原理计算
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