冷却过程中Pd923 团簇的结构转变研究

本文利用分子动力学模拟方法, 研究了钯团簇在不同冷却条件下形成晶体及非晶的过程. 利用平均原子体积、双体分布函数、键对分析和键序参数方法研究了微观局域结构随温度的变化关系. 研究发现：在50 K/ps冷却过程中,液态Pd923团簇在1000 K发生玻璃化转变,在100 K下形成非晶结构; 而在0.1 K/ps冷却过程中,液态Pd923团簇发生结晶,并最终形成六角密排（hcp）晶体结构。     

冷却过程中Pd_(923)团簇的结构转变研究

本文利用分子动力学模拟方法,研究了钯团簇在不同冷却条件下形成晶体及非晶的过程.利用平均原子体积、双体分布函数、键对分析和键序参数方法研究了微观局域结构随温度的变化关系.研究发现:在50 K/ps冷却过程中,液态Pd923团簇在1000 K发生玻璃化转变,在100 K下形成非晶结构;而在0.1K/ps冷却过程中,液态Pd923团簇发生结晶,并最终形成六角密排(hcp)晶体结构.     

分子动力学模拟纯镁熔体凝固过程中结构演化

采用分子动力学模拟方法模拟了在周期性边界条件下由500个原子构成的液态Mg模型系统的凝固过程,分别考察了在5×10^14 K/s、5×10^13 K/s、1×10^13 K/s 、1×10^12 K/s的冷却速率下液态Mg熔体的凝固行为。模拟结果很好地重现了实验值。模拟中原子间作用势采用FS势,结构分析采用径向分布函数、均方位移、系统总能量分析、H-A键对分析技术等方法。结果表明,当冷却速率为5×10^14 K/s时,系统形成以1541键对为主的非晶态结构;当冷却速率分别为5×10^13 K/s、1×10^13 K/s、1×10^12 K/s时,系统形成以1421、1422键对为主的hcp晶态结构;另外,在快速冷却形成非晶的过程中,大部分bcc结构被保留下来,而在慢冷形成晶态的过程中,大部分bcc结构最终演化形成了hcp结构。     

基于成分连续变化计算黏度的合金系临界冷速模型

在大块非晶临界冷却速率的非等温转变计算模型基础上提出了基于成分连续变化计算黏度的合金系临界冷速模型. 依据此模型对Zr-Ni-Al-Cu四元合金的临界冷却速率进行了计算并预测了Zr_66.67(Ni_{xAlyCuz)33.33合金系中容易形成非晶的成分范围. 计算值与实验值符合得较好. 计算结果表明，此合金系具有很强的非晶形成能力，特别是在靠近共晶点的中心区域，临界冷却速率小于100 K/s，为容易形成非晶的成分范围. 冷却过程中，在高于1000K温度区间，没有发生明显的结晶现象，而在980 K至870 K温度范围内，结晶分数快速增大，低于870 K时不再发生明显改变. 此外，分析了合金系中Al，Cu，Ni原子摩尔分数的变化对临界冷速的影响. 关键词： 大块非晶 黏度 临界冷却速率 非晶形成能力}     

三元有序合金GaxIn1-xP(x=0.52)的时间分辨谱

在室温和低温下,测试了有序Ga0.52In0.48P的时间分辨光致发光谱.对实验结果的分析表明,有序GaInP的发光呈双指数规律衰退.室温下,快过程的时间常数在128～250ps范围,低温77K下则都有所变慢,大约在186～564ps范围内;慢过程的时间常数根据不同样品有很大差异,室温下大约在308～1832ps之间变化,低温77K下,则在纳秒量级,最长的甚至达到28ns以上.对两个过程的时间常数随激发功率密度变化的研究表明,快过程对应于有序区域中载流子的复合,慢过程则对应于有序区域和无序区域的空间分离中 关键词： 时间分辨光致发光谱 III-V族半导体 有序合金     

静高压下Cu-Si块状纳米合金的制备与表征

 用压淬的方法，在6 GPa静高压下，以200 K/s的冷却速率冷却熔融状态的Cu₇₀Si₃₀合金，制备出块状Cu-Si纳米合金．X射线衍射和透射电子显微镜分析表明：该纳米合金由γ-Cu₅Si和一未知相组成，未知相为简单立方晶体，晶格常数α₀=0.853 5 nm，其热力学状态为亚稳态。并对静高压下块状纳米合金的形成机理进行了探讨。     

快速凝固Cu-1.5%Be合金的制备

采用单辊旋淬法制备了快速凝固Cu-1.5%Be合金(Be质量分数1.5%)薄带。根据热传输平衡方程对快速凝固冷却速率进行了估算,并借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜对该合金的微观结构及相选择进行了分析。结果表明:当辊面线速度在29.93~39.19 m/s范围内时,合金冷却速率可达到9.80105~1.63106 K/s;随着辊轮转速的提高和喷注气压的减小,合金条带厚度和晶粒度逐渐变小;随着冷却速率的增加,溶质截留效果显著,合金相结构由复相向单相转变,当辊面线速度达到34.54 m/s时,Cu-1.5%Be合金可形成过饱和的-Cu固溶体组织,且组织细小均匀,可获得纳米晶;条带横断面显微组织由接近辊面一侧的细小等轴晶区、中间的柱状晶区和靠近自由表面的等轴晶区组成。     

高压淬火直接形成Pd-Si块状纳米晶合金

介绍通过液态合金的高压淬火直接形成Pd-Si块状纳米晶合金的方法及其研究结果.X射线衍射及高分辨电子显微镜分析表明,Pd-(?)Si-(?)合金在低于5.0GPa的压力下以100K/s的冷却速率淬火时形成普通晶粒组织.而当在5.0至6.5GPa的压力下以同样的冷却速率淬火时,得到了晶垃尺寸为30—40nm的块状纳米晶合金.采用这种方法制备的Pd-Si块状纳米晶合金具有高密度、无微孔及晶界间无杂质的特点. 关键词：     

液态银快速冷凝过程的微观结构演化研究

利用计算机模拟了在周期性边界条件下由500个银原子构成的液态Ag模型系统以8×1013K/s的速率快速凝固的全过程.模拟在FS相互作用势的基础上,通过双体分布函数、键对分析技术等多种方法,对液Ag快冷凝固过程的微观结构转变特性作了分析,给出了连续快速冷凝过程中液Ag原子间依靠相互作用力形成的独特的微观结构图像.模拟结果表明在快速冷却过程中液Ag没有形成bcc结构的倾向.     

Cu50Ni50合金快速凝固的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法研究了Cu₅₀Ni₅₀合金在不同冷却速度下的凝固过程,利用均方位移、径向分布函数和结构可视化等方法分析其微观结构.并对凝固模型进行拉伸模拟,通过应力应变曲线和直观结构变化分析其性能.研究表明：冷却速度对Cu₅₀Ni₅₀合金凝固形成的结构有较大影响,随着冷却速度的升高,凝固形成的结构中晶体含量减少,在较低的冷却速度下,如冷却1×10¹²K/s时,Cu₅₀Ni₅₀合金凝固形成晶体结构;在较高的冷却速度下,如1×10¹⁴K/s时,Cu₅₀Ni₅₀合金凝固形成非晶体结构,且非晶Cu₅₀Ni₅₀合金的抗拉性能要优于晶体Cu₅₀Ni₅₀合金.     

冷速对Cu10Ag90合金凝固结构的影响

通过分子动力学对液态Cu10Ag90合金在四种冷速条件下进行快速凝固模拟。结果显示,1 × 1010和1 × 1011 K/s下系统的平均原子能量分别在750 K和650 K发生突变,冷速越低最终平均原子能量越低;1 × 1012和1 × 1013 K/s的双体分布函数第二峰出现分裂,表明结构处于非晶态。从1 × 1011K/s开始出现尖锐小峰,表明此冷速开始出现晶化现象,1 × 1010 K/s下分裂的峰更加尖锐明显,说明体系形成结晶度较高的晶体结构;1 × 1010 和1 × 1011 K/s下系统凝固后晶体结构含量由高到低分别为fcc, hcp, bcc。冷速越低晶体结构数目越多,系统的有序度更高,结构熵越低。     

Temperature dependence of the electrical resistivity and the anisotropic magnetoresistance (AMR) of electrodeposited Ni-Co alloys

The electrical resistivity and the anisotropic magnetoresistance (AMR) was investigated for Ni-Co alloys at and below room temperature. The Ni-Co alloy layers having a thickness of about 2 μm were prepared by electrodeposition on Si wafers with evaporated Cr and Cu underlayers. The alloy composition was varied in the whole concentration range by varying the ratio of Ni-sulfate and Co-sulfate in the electrolyte. The Ni-Co alloy deposits were investigated first in the as-deposited state on the substrates and then, by mechanically stripping them from the substrates, as self-supporting layers both without and after annealing. According to an X-ray diffraction study, a strongly textured face-centered cubic (fcc) structure was formed in the as-deposited state with an average grain size of about 10 nm. Upon annealing, the crystal structure was retained whereas the grain size increased by a factor of 3 to 5, depending on alloy composition. The zero-field resistivity decreased strongly by annealing due to the increased grain size. The annealing hardly changed the AMR below 50 at.% Co but strongly decreased it above this concentration. The composition dependence of the resistivity and the AMR of the annealed Ni-Co alloy deposits was in good quantitative agreement with the available literature data both at 13 K and at room temperature. Both transport parameters were found to exhibit a pronounced maximum in the composition range between 20 and 30 at.% Co and the data of the Ni-Co alloys fitted well to the limiting values of the pure component metals (fcc-Ni and fcc-Co). The only theoretical calculation reported formerly on fcc Ni-Co alloys yielded at T = 0 K a resistivity value smaller by a factor of 5 and an AMR value larger by a factor of about 2 than the corresponding low-temperature experimental data, although the theoretical study properly reproduced the composition dependence of both quantities.     

Size effect in the melting and freezing behaviors of Al/Ti core-shell nanoparticles using molecular dynamics simulations

The thermal stability of Ti@Al core/shell nanoparticles with different sizes and components during continuous heating and cooling processes is examined by a molecular dynamics simulation with embedded atom method. The thermodynamic properties and structure evolution during continuous heating and cooling processes are investigated through the characterization of the potential energy, specific heat distribution, and radial distribution function(RDF). Our study shows that, for fixed Ti core size, the melting temperature decreases with Al shell thickness, while the crystallizing temperature and glass formation temperature increase with Al shell thickness. Diverse melting mechanisms have been discovered for different Ti core sized with fixed Al shell thickness nanoparticles. The melting temperature increases with the Ti core radius. The trend agrees well with the theoretical phase diagram of bimetallic nanoparticles. In addition, the glass phase formation of Al–Ti nanoparticles for the fast cooling rate of 12 K/ps, and the crystal phase formation for the low cooling rate of 0.15 K/ps. The icosahedron structure is formed in the frozen 4366 Al–Ti atoms for the low cooling rate.     

Electrodeposited nickel-cobalt composite coating containing MoS2

Ni-Co/MoS₂ composite coatings were prepared by electrodeposition in a Ni-Co plating bath containing nano-sized MoS₂ particles to be co-deposited. The polarization behavior of the composite plating bath was examined on a PAR-273A potentiostat/galvanostat device. The friction and wear behaviors of the Ni-Co/MoS₂ composite coatings were evaluated with UMT-2MT test rig in a ball-on-disk contact mode. The morphologies of the original and worn surfaces of the composite coatings were observed on scanning electron microscope (SEM). It was found that the introduction of MoS₂ nano-particulates in the electrolyte caused the shift towards larger negatives of the reduction potential of the Ni-Co alloy coating, and the co-deposited MoS₂ showed no significant effect on the electrodeposition process of the Ni-Co alloy coating. However, the co-deposited MoS₂ led to changes in the surface morphology and structure of the composite coating as well. Namely, the peak width of the Ni-Co solid solution for the composite coating is broader as compared to that of the Ni-Co alloy coating. The co-deposited MoS₂ particulates were uniformly distributed in the Ni-Co matrix and contributed to increase tribological properties of the Ni-Co alloy coating.     

Ni熔体凝固过程中临界晶核和亚临界晶核的分子动力学模拟

本文用分子动力学模拟研究了Ni熔体以不同冷速凝固后微观结构的演变规律, 并通过理论计算确定出了Ni熔体凝固后获得理想非晶的临界条件. 模拟结果发现冷速小于10¹¹ K/s时, Ni 熔体凝固后形成晶态组织; 冷速在10¹¹ K/s到10^14.5 K/s之间时, Ni熔体凝固后形成由晶态结构与非晶态结构组成的混合组织. 冷速小于10¹⁰ K/s, Ni 熔体凝固后形成的晶态组织具有fcc结构; 冷速在10¹⁰ K/s到10^14.5 K/s之间时, Ni熔体凝固后组织中的晶态由fcc和hcp结构层状镶嵌排列构成. 通过分析模拟结果和计算结果, 确定出了Ni熔体凝固后形成理想非晶的临界冷速为10^14.5 K/s. 并发现Ni熔体中临界晶核(冷速等于10^14.5 K/s)和亚临界晶核(冷速大于10^14.5 K/s) 均由fcc和hcp组成层状偏聚结构, 这表明Ni熔体中生长的晶体、临界晶核和晶胚的结构是相同的. 关键词： 分子动力学模拟 晶体团簇 临界冷速 结构     

液态合金NiAl凝固过程中微观结构转变的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对液态NiAl凝固过程进行了研究 ,考察了不同冷却速度下液态NiAl结构变化特点 ,原子间相互作用势采用F S多体势 ,结构分析采用键取向序和对分析技术 .计算结果表明 ,冷却速度对液态NiAl结构转变有重要影响 ,在不同的冷却速度下 ,NiAl凝固过程出现了明显不同 ,冷速为 4× 10 13 和4× 10 12 K/s时 ,NiAl快速凝固为无序的非晶体结构 ;而在较慢的 8× 10 11K/s冷速下 ,NiAl凝固为晶态结构 .给出了不同冷却速度下液态NiAl结构转变的微观信息 .     

耐蚀合金Al3Ni和Ni3Al液态冷凝过程的比较研究

采用F S多体势对液态合金Al3Ni和Ni3Al在不同冷却速度下的微观结构及其转变机制进行了分子动力学模拟 ,得到了不同冷速下各温度的双体分布函数 ;采用HA键型指数法对其结构进行了分析 ,结果表明 :Al3Ni在两种冷速下均以非晶的形式出现 ,只是慢冷时体系的有序度略有升高 ;而Ni3Al的结构及能量转变受冷速影响较大 ,快冷时形成非晶 ,而慢冷时出现明显结晶 ;同样冷速下Al含量较少的Ni3Al体系的有序度高 ,更易形成晶体 ,晶体的形成过程中有能量突变 .