简介：铅是一种低熔点且具有复杂温度-压力相图的金属材料,经过与锡的合金化,能够进一步降低其熔点,使得铅锡合金成为研究材料动态力学响应及动态破坏行为的重要模型材料.目前,受表征手段的限制,通过实验方法揭示铅锡合金在原子尺度上的动态破坏行为和机理仍存在巨大挑战.非平衡分子动力学是一种重要的理论研究手段,可以模拟动态过程中的原子运动轨迹,从而揭示动态加载-卸载及破坏行为中的关键原子尺度过程.然而,分子动力学方法的可靠性依赖其所采用的原子间相互作用势函数的精度,目前并没有适用于铅锡合金的动态响应研究的高精度势函数,因此,制约了铅锡合金的动态模拟研究.通过同步学习策略,构建了压力为 0～100 GPa、温度为 0～5 000 K下具有第一性原理精度的铅锡合金机器学习势函数模型DP-PbSn.该势函数能够以第一性原理的精度预测铅锡合金的点阵常数和弹性常数等基本性质,以及表面能、层错能、空位形成能等缺陷性质,还能够准确地预测其熔化线和冲击Hugoniot曲线,展现了其在动态响应模拟过程中的适用性.利用该势函数对铅和铅锡合金的动态力学响应行为进行了初步的模拟研究,揭示了锡对动态加载过程中相变及塑性行为的影响.该势函数作为重要的理论工具,能够实现高精度的非平衡分子动力学模拟,从而为铅锡合金动态力学损伤行为的实验研究提供关键理论依据.展开
