中文摘要：

本研究项目采用第一性原理分子动力学方法和第一性原理有限温度晶体材料声子谱计算方法，研究固体金属材料（如铝）理想强度随温度的变化规律。材料的理想强度定义为使理想晶体结构失稳的最小外加应力，是目前可通过第一性原理方法精确计算的少数几个固体材料本征机械性质之一，对研究材料的强度或硬度随固体材料结构和化学组分的变化具有非常重要的意义。但目前所有的理想强度计算都假设固体材料的温度为绝对零度，而固体材料的强度或硬度可随温度有很大的变化。本研究项目首先采用第一性原理分子动力学方法，通过计算不同温度下固体结构的应变和应力（统计平均值）曲线，确定结构达到不稳定时的最低外加应力（理想强度），从原子微观层面上理解固体材料的强度、结构和原子键特性随温度的变化规律，以及不同温度时在外加应力下材料中各原子键断裂的先后次序和结构失稳的相变过程。然后通过第一性原理方法计算材料在各种形变下声子谱随温度的变化，确定材料在不同温度下的动力学失稳和应力失稳的先后次序。以金属铝作为特例，建立研究和设计高温热稳定高强度材料的第一性原理计算方法。