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相似文献
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1.
采用分子动力学方法对液态金属Na在四种不同冷速下的快速凝固过程进行了模拟跟踪研究.采用双体分布函数g(r)曲线、Honeycutt-Andersen键型指数法和原子团类型指数法对凝固过程中微观结构的变化进行了分析.结果表明:冷却速率对微结构的转变有决定性影响,当冷速为1.0×1014和1.0×1013K/s时,系统形成以1551和1541键型或以缺陷多面体基本原子团(13 1 10 2)和二十面体基本原子团(12 0 12 0)为主体的非晶态结构;当冷速为1.0×1012和1.0×1011K/s时,系统则形成以1441和1661键型或以体心立方基本原子团(14 6 0 8)为主体的晶态结构.同时发现:不同冷速对液态金属Na在液态和过冷态时微观结构的影响甚小;但不同冷速对其固态(非晶态利晶态)时的微观结构有显著的影响,且要在液-固转变点(分别在玻璃转变温度Tg和晶化起始温度Tc)附近或以后才能充分展现出来.根据这一特点,有可能建立另一种确定液态金属Tg和Tc的新方法.原子团类型指数法比键型指数法更有利于研究液态、非晶态等无序体系和一些晶化体系的具体结构特征. 关键词: 液态金属Na 凝固过程 分子动力学模拟 原子团类型指数法  相似文献   

2.
采用Quantum Sutton-Chen(Q-SC)多体势对液态金属Cu在四个不同冷却速率下的凝固过程进行了分子动力学模拟研究. 通过双体分布函数、键型指数、配位数、均方位移及可视化分析, 结果表明:冷却速率对液态金属Cu的微观结构演变有决定性影响. 当冷却速率为1.0×1014K/s时得到非晶态结构;当冷速分别为1.0×1013K/s,1.0×1012K/s和1.3×1011K/s时,系统形成以1421键型为主体的面心立方(fcc)与六角密集(hcp)共存的混合晶体结构;且其结晶温度分别为373K,773K和873K,即冷速越慢,其结晶温度越高,结晶程度也越高;且冷速越慢,1421键型越多,混合晶体中面心立方(fcc)结构所占的比例越高. 同时发现,原子的平均配位数的变化与1551,1441,1661键型的变化密切相关, 反映出体系对称性结构的变化规律与配位数的变化有关. 在可视化分析中,进一步采用中心原子法展现出非晶态与晶体结构的2D截面,及在3D下混合晶体中两个基本原子团分别为面心立方(fcc)与六角密集(hcp)基本原子团的具体结构. 关键词: Q-SC多体势 液态金属Cu 凝固过程 分子动力学模拟  相似文献   

3.
本文利用分子动力学模拟方法,研究了液态Ti75Al25合金在不同冷却条件下形成晶体及非晶的过程(Q1:1.0×1013K Ks-1,Q2:1.0×1011Ks-1).利用平均原子体积、双体分布函数、键角分布函数、键对分析和Voronoi多面体方法研究了微观局域结构随温度的变化关系.研究发现:在Q1冷却过程中,液态Ti75A125合金在1000 K发生玻璃化转变,形成非晶结构;而在Q2冷却过程中,液态Ti75Al25合金发生结晶,并最终形成hcp晶体结构.  相似文献   

4.
采用分子动力学方法对液态Mg7Zn3合金的快速凝固过程进行了模拟研究,并采用双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数法、原子团类型指数法(CTIM)以及遗传跟踪等方法对凝固过程中团簇结构的形成、演变特性进行了分析.结果表明:在以冷速为1×1012 K ·s-1的凝固过程中, Zn-Zn原子之间的相互成键的概率明显增加,形成以1551,1541,1431键型为主的非晶态结构.其特征键型1551随温度变化 关键词: 液态MgZn合金 快速凝固过程 微观结构演变 分子动力学模拟  相似文献   

5.
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.  相似文献   

6.
采用分子动力学方法对六种不同冷却速率对液态金属Pb凝固过程中微观团簇结构演变的影响进行了模拟跟踪研究.采用双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数法、原子团类型指数法(CTIM-2)、平均配位数等方法对凝固过程中微观团簇结构的演变进行了分析.结果表明:系统存在一个形成非晶态或晶态结构的临界冷速(介于5×1012与1×1012之间),大于这个临界冷速时,系统将形成以1551,1541和1431键型为主的非晶态结构;当小于这个临界冷速时,系统将先形成以1441和1661键型或以bcc基本原子团(14 6 0 8 0 0)为主的晶态结构,并稳定存在一段时间,然后又迅速转变为以1421和1422键型为主或以fcc基本原子团(12 0 0 0 12 0)和hcp基本原子团(12 0 0 0 6 6)以一定比例并存的部分晶态结构;同时发现,冷速对系统中fcc结构和hcp结构的相对比例有明显的影响,冷速越低,fcc结构所占的比例越多,越倾向于形成完美的fcc晶态结构. 关键词: 液态金属铅 凝固过程 团簇结构演变 分子动力学模拟  相似文献   

7.
采用量子 Sutton-Chen多体势, 对熔体初始温度热历史条件对液态金属Ni快速凝固过程中微观结构演变的影响进行了分子动力学模拟研究. 采用双体分布函数g(r)曲线、键型指数法、原子团类型指数法和三维可视化等分析方法对凝固过程中微观结构的演变进行了分析. 结果表明: 熔体初始温度对凝固微结构有显著影响, 但在液态和过冷态时的影响并不明显, 只有在结晶转变温度Tc附近才开始充分显现出来. 体系在1×1012 K/s的冷速下, 最终均形成以1421和1422键型或面心立方(12 0 0 0 12 0)与六角密集(12 0 0 0 6 6) 基本原子团为主的晶态结构. 末态时, 不同初始温度体系中的主要键型和团簇的数目有很大的变化范围, 且与熔体初始温度的高低呈非线性变化关系. 然而, 体系能量随初始温度呈线性变化关系, 初始温度越高, 末态能量越低, 其晶化程度越高. 通过三维可视化分析进一步发现, 在初始温度较高的体系中, 同类团簇结构的原子出现明显的分层聚集现象, 随着初始温度的下降, 这种分层现象将被弥散开去. 可视化分析将更有助于对凝固过程中微观结构演变进行更为深入的研究. 关键词: 液态金属Ni 熔体初始温度 微观结构 分子动力学模拟  相似文献   

8.
曹效文 《物理学报》1982,31(8):1130-1134
在大量的非过渡金属和合金中,非晶态超导体的声子谱参数λ,<ω>和<ω2>与霍耳系数R_H之间存在着一个经验关系:在RH=-3.5—-4.0×10-11m3/As之间存在着λ,<ω>和<ω2>的最大值。上述声子谱参数与相应的液态金属的霍耳系数RHL之间也存在着一个和上述类似的经验关系。最后讨论了非晶态超导体的转变温度Tc的提高问题。 关键词:  相似文献   

9.
李国建  王强  曹永泽  吕逍  李东刚  赫冀成 《物理学报》2011,60(9):93601-093601
用分子动力学结合嵌入原子势研究了含有531个原子的Co531, Cu531和Ni531团簇从不同初始温度以不同冷却速率凝固到200 K时的凝固行为. 结果表明初始温度和冷却速率对团簇的凝固点有很大影响. 初始温度越高, 冷却速率越小, 团簇的凝固点越高. 凝固条件的改变会对三种团簇的凝固结构产生不同的影响. Cu531和Ni531团簇尽管在不同条件下的凝固点不同, 但凝固结构都是二十面体. 而Co 关键词: 金属团簇 凝固 分子动力学模拟  相似文献   

10.
周国荣  高秋明 《物理学报》2007,56(3):1499-1505
采用EAM镶嵌原子作用势,通过经典的分子动力学模拟方法研究了不同冷却速度下的金属Ni纳米线的凝固行为,并给出了纳米线在凝固区域的结构演变过程.利用键对分析技术研究了在不同冷却速度下体系中的原子团簇在降温过程中的变化情况.研究表明,纳米线的凝固起始于表面原子,并且随着冷却速度的降低,Ni纳米线的微观结构从非晶态过渡到多壳螺旋结构,最终达到稳定的面心立方结构.多壳螺旋结构同时具有确定的结晶温度和长程无序、短程有序的非晶结构的特征. 关键词: 纳米线 凝固行为 分子动力学 键对分析  相似文献   

11.
采用分子动力学方法对熔体初始温度热历史条件对液态金属Na凝固过程中微观结构的影响,进行了模拟研究,并采用双体分布函数g(r)曲线、键型指数法和原子团类型指数法对凝固过程中的微观结构进行了分析.结果表明:液态金属Na在不同熔体初始温度条件下以1×1011K/s冷速凝固时,均形成晶化结构,其中1661和1441键型或体心立方基本原子团(14 6 0 8)在凝固过程中对微观结构的转变起决定性作用.同时发现:熔体初始温度对凝固微结构有显著影响,而对液态和过冷态的微观结构影响并不明显,只有在晶化起始温度Tc附近才充分地展现出来.不同熔体初始温度对凝固结构的晶化程度有不同的影响,虽其影响程度是随着熔体初始温度的下降呈非线性变化关系的,但仍表明是可以通过改变熔体初始温度来加以控制的.原子团类型指数法(比键型指数法)更进一步表征了晶化体系中原子团的结构特征,将有利于对液态金属凝固过程中微观结构的转变机理进行更为深入的研究.  相似文献   

12.
A molecular dynamics (MD) simulation study has been performed for the rapid solidification of Cu70Ni30 adopting the quantum Sutton-Chen many-body potentials. By analyzing the bond-types and the relation of atomic average energy versus temperature, it was demonstrated that as cooling rate being 2×1012 K/s, the Cu70Ni30 formed fcc crystal structures and freezing point was found. In addition, having analyzed the transformation of microstructures and the detail of crystal growth by using atomic trace and visual method, not only could the formation of binary disordered solid solution be showed, but also the solidification of liquid metals and the crystal growth processes could be, further understood.  相似文献   

13.
A molecular dynamics (MD) simulation study has been performed for the rapid solidification of Cu70Ni30 adopting the quantum Sutton-Chen many-body potentials. By analyzing the bond-types and the relation of atomic average energy versus temperature, it was demonstrated that as cooling rate being 2×1012 K/s, the Cu70Ni30 formed fcc crystal structures and freezing point was found. In addition, having analyzed the transformation of microstructures and the detail of crystal growth by using atomic trace and visual method, not only could the formation of binary disordered solid solution be showed, but also the solidification of liquid metals and the crystal growth processes could be, further understood.  相似文献   

14.
A molecular dynamics simulation study has been performed for the microstructure evolution in a liquid metal Ni system during crystallization process at two cooling rates by adopting the embedded atom method (EAM) model potential. The bond-type index method of Honeycutt--Andersen (HA) and a new cluster-type index method (CTIM-2) have been used to detect and analyse the microstructures in this system. It is demonstrated that the cooling rate plays a critical role in the microstructure evolution: below the crystallization temperature $T_{\rm c}$, the effects of cooling rate are very remarkable and can be fully displayed. At different cooling rates of $2.0\times10^{13}$\,K\,$\cdot$\,s$^{-1}$ and $1.0\times10^{12}$\,K\,$\cdot$\,s$^{-1}$, two different kinds of crystal structures are obtained in the system. The first one is the coexistence of the hcp (expressed by (12 0 0 0 6 6) in CTIM-2) and the fcc (12 0 0 0 12 0) basic clusters consisting of 1421 and 1422 bond-types, and the hcp basic cluster becomes the dominant one with decreasing temperature, the second one is mainly the fcc (12 0 0 0 12 0) basic clusters consisting of 1421 bond-type, and their crystallization temperatures $T_{\rm c}$ would be 1073 and 1173\,K, respectively.  相似文献   

15.
边文花  代富平*  王伟丽  赵宇龙 《物理学报》2013,62(4):48102-048102
采用单辊急冷技术实现了NiAl-Mo三元两相共晶合金的快速凝固, 同时与常规条件下的凝固组织进行了对比研究. 实验发现, 单辊急冷的合金条带与常规条件的凝固样品均由B2结构的NiAl金属间化合物和bcc结构的Mo固溶体两相组成, 两相均具有(110)晶面优先生长的趋势, 并呈现出(110)NiAl//(110)Mo取向关系. 常规条件下得到的微观结构主要由规则的两相共晶组织组成, 形成了类似菊花状的共晶胞. 而单辊急冷条件下形成的组织结构主要是由近辊面的柱状晶区和近自由面的等轴晶区组成的凝固组织. 理论计算发现, 合金熔体的单辊辊速由10 m/s增大至50 m/s后, 其冷却速率从1.01×107 K/s逐渐增大到2.46×107 K/s, 冷却速率明显高于常规铸造过程, 因而形成了差别很大的凝固组织. 随着辊速(冷却速率)的增加, 合金条带的厚度从54.4 μm减小至22 μm, 近辊面柱状晶区的厚度所占比例也逐渐增大, 晶粒发生了明显细化. 关键词: 快速凝固 三元共晶 共晶转变 冷却速率  相似文献   

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