大家好，我是小马老师。

本文分享lammps建模的一个小技巧：晶界偏析建模。

关于lammps合金建模已有多篇文章介绍，主要使用set命令随机替换原子。

这种方法默认是对全部的原子进行随机替换，得到的合金原子近似均匀随机分布。

本文重点介绍如何在一个特定区域内替换原子，比如在晶界上替换原子得到晶界偏析结构。

lammps建模技巧：晶界偏析原子建模方法_一对一

下面以Cu晶界偏析Al原子为例，介绍晶界偏移结构建模方法：

（1）Cu晶界建模


#创建上部Cu
lattice  fcc 3.61 origin 0.6 0.5 0  orient x 1 1 -2 orient y 1 1 1 orient z 1 -1 0 
region      upper block 0 100 0 25 0 20 units box
create_atoms  1 region upper
#创建下部Cu
lattice fcc 3.61  origin 0 0.2 0 orient x -1 -1 2 orient y 1 1 1 orient z -1 1 0
region      lower block 0 100 25 50 0 20 units box
create_atoms  1 region lower

lammps建模技巧：晶界偏析原子建模方法_建模_02

（2）设定晶界区域

region mid block INF INF 18 32 INF INF  units box
group mid region mid

lammps建模技巧：晶界偏析原子建模方法_建模_02

（3）在晶界区域替换原子

先将晶界区域原子类型设为临时原子类型3



set group mid type 3

使用set命令将部分晶界原子（type 3）随机替换为Al（type 2）



set type 3 type/fraction 2  0.3  23985

lammps建模技巧：晶界偏析原子建模方法_建模_02

（4）晶界原子类型复原

将晶界剩余的原子（type 3）重新划分为一个组new3，并将其类型类型重新设为type 1。

group new3 type 3
set group new3 type 1

这种方法基本原理是划分一个替换原子区域并将改区域原子设定为一个新类型，替换完成后再设回原来的原子类型。

这种方法只适用于形状简单的晶界，如果是多晶晶界，需要采用其他方法。

 

 

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