液态合金Ni3Al慢冷过程的计算机模拟

采用F-S多体势对液态合金Ni3Al在4×1011K·s-1的冷速下冷却时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键型指数法和键取向序对其结构进行了分析,结果表明Ni3Al出现明显结晶,晶体的形成过程中有能量突变.模拟得到的扩散系数值与实验值基本吻合.     

热镀铜层冷凝过程的分子动力学模拟

采用常温、常压分子动力学模拟方法和FS(Finnis Sinclair)势 ,研究了在周期性边界条件下由 5 0 0个原子构成的液态Cu模型系统的凝固过程 ,考察了不同降温速率下Cu的凝固行为 ,得到了不同温度、不同冷却速率下Cu的双体分布函数 ;采用HA键型指数法统计了各种小原子团在不同温度下所占比例 ,采用键取向序分析了体系降温全过程的局域取向对称性 ,得到原子体系微观结构组态变化的重要信息 ;最后 ,利用能量分析的方法对体系微观结构的变化进行了说明 ,给出了液态Cu冷凝过程中微观结构转变的重要信息 .     

金属Zn液态结构变化的研究

利用ＴＢ模型给出的原子间相互作用势详细计算了不同温度下Ｚｎ的双体分布函数ｇ（ｒ），结果发现随着温度的不断降低，液态金属Ｚｎ的ｇ（ｒ）第一峰变得高而尖，第二峰由弱变强，说明了液态金属Ｚｎ的有序度随温度降低而不断增强；利用键对分析技术统计了液态金属Ｚｎ在不同温度下的键取向序参数、键对数。键取向序参数及键对数随温度的变化，进一步证明了低温液态的有序度高于高温液态，从而充分说明液态金属在不同温度下有不同的结构形式，而不像人们想象得那样杂乱无章。     

金属银熔体快冷过程的计算机模拟

利用分子动力学模拟技术研究了由周期性边界条件控制的500个银(Ag)原子构成的金属Ag熔体快速冷凝过程.冷却速率为8×1013K/s.模拟在FS(Finnis-Sinclair)相互作用势的基础上,通过双体分布函数、键对分析技术、键取向序等多种方法,对液银快速冷凝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银原子间依靠相互作用力形成的独特的微观结构图像.并考察了冷却过程中体系能量和元胞体积随温度的变化.模拟结果表明在快速冷凝过程中液Ag没有形成bcc结构的倾向.     

液态金属Ni3Al凝固过程中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Ni3Al凝固过程进行了研究,考察了不同冷却速度下液态Ni3Al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Ni3Al结构转变有重要影响,给出了不同冷却速度下液态Ni3Al结构转变的微观信息。     

耐蚀合金Au3Cu高温冷却过程中能量及结构转变的分子动力学模拟

用分子动学模拟方法对液态Au3Cu冷却过程进行了研究,考察了不同冷却速度下Au3Cu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Au3Cu能量及结构转变有重要影响,给出了不同冷却速度下液态Au3Cu结构转变的微观信息。     

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.     

过冷Fe85Ni15熔体的结构及动力学研究

基于嵌入原子势(EAM),采用分子动力学(MD)模拟的方法探讨了过冷液态Fe85Ni15合金的微观结构及动力学性质.对B-T结构因子(SF)与相对长度(Correlation length)的分析发现：Fe85Ni15熔体具有相分离的趋势,但不十分明显.配位数(CN)及F-Z结构因子的计算结果证实了体系的短程序对应着二十面体结构.均方位移(MSD)的计算结果表明：Fe85Ni15合金属于脆性液体.将获得的扩散激活能与其它合金系进行对比发现扩散激活能并不能反映熔体的玻璃形成能力,熔体中的二十面体结构不利于非晶的形成.     

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。     

非晶态Mg70Zn30合金结构因子的预峰

利用X射线衍射仪对非晶态Mg₇₀Zn₃₀合金的结构进行了研究,获得了强度曲线、结构因子、双体分布函数和原子间最近邻距离.结果表明,Mg₇₀Zn₃₀合金在小Q区间存在强烈的预峰现象.根据预峰的特性,提出了Mg₇₀Zn₃₀熔体的结构模型,即Mg原子位于中心,8个Zn原子位于顶角所形成的简单立方结构模型.该模型以共享顶点的方式相连接,能够满足预峰对Mg—Mg原子间距离的要求.Mg< 关键词： 非晶态 70Zn₃₀合金')" href="#">Mg₇₀Zn₃₀合金 结构因子 预峰     

Molecular dynamics simulation of polyhedron analysis of Cu–Ag alloy under rapid quenching conditions

In this study, the formation mechanism of polyhedron clusters in Cu₅₀Ag₅₀ binary alloy system consisting of 50 000 atoms has been investigated by using molecular dynamics simulations based on embedded atom method (EAM) during the rapid cooling processes. The cluster-type index method (CTIM) has been used to describe the evaluation properties of clusters and the structural development has been investigated by using radial distribution function (RDF). The simulation results show that the amorphous phase is formed by the main bonded pairs of 1551, 1541 and 1431 in the system, and ideal icosahedral (icos) cluster (12 0 12 0) and other basic polyhedron clusters, such as defective icos, Frank–Kasper, Bernal polyhedron, play a critical role under the rapid cooling conditions. The results of our simulations that have been disclosed show that high cooling rate favors the icos and defective icos clusters for model alloy system.     

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。     

Freezing behavior of one-dimensional copper nanowires

The freezing behavior of copper nanowires at different cooling rates was studied by using molecular dynamics (MD) simulation via embedded atom methods (EAM) potential. The simulation results indicate that the structure of the nanowires changed from amorphous to crystalline via helical multi-shelled structure with decreasing cooling rates. The curves of the energy-temperature and the local clusters were used to study the phase transition. The variation of local clusters implies that the order of the system increases as the temperature drops. The fcc crystalline structure of the copper nanowires with the diameter of 1.63 nm was proved to be the most stable form.     

Molecular dynamics study of structural evolution of aluminum during rapid quenching under different pressures

We present a molecular dynamics simulation for liquid Al during the rapid quenching under different pressures. The pair analysis technique and the probabilities of bond energy distribution of inherent structures have been employed to reveal the structural characteristics of liquid and glassy Al. During the liquid-glass quenching process, the bond pairs representing the degree of icosahedral short-range ordering are largely enhanced, whereas the bond pairs being related to fcc and hcp crystalline order increase at first then decrease. The pressure effect on various bond pairs for liquids is larger than for glasses. Two kinds of bond pairs, which exist in large proportion in the amorphous, are demonstrated for the transformation from 1431 to 1541 bond pairs when decreasing temperature or increasing pressure below glass transformation temperature (T_g). Although the sum of these two pairs keeps unchanged below T_g, the role of them is like a bridge which links another two different kinds of bonded pairs, icosahedral ordering and crystalline ordering pairs.     

Ni_(50)Al_(50)合金的液固转变及晶体生长过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术研究了液态Ni50 Al50 合金在不同冷速下的凝固特点 ,模拟采用EAM作用势 ,计算了不同温度 ,不同冷速下Ni50 Al50 的偶分布函数。结果表明EAM作用势能很好地描述液态Ni50 Al50 的无序结构 ,在快速凝固条件下 ,液态Ni50 Al50 形成非晶 ,当冷速较慢时 ,液态Ni50 Al50 形成晶体 ,分析了不同冷速下体系的相变热力学及相变动力学特点。最后采用液固两层构型法 ,清楚地观察到Ni50 Al50 晶体生长的全过程。     

液态Ni原子团簇演变的计算机模拟

采用常温常压分子动力学模拟技术,模拟了液态Ni中原子团簇在快速凝固条件下的演变过程,模型采用TB作用势.采用偶分布函数、键对和多面体等结构参数来描述快速凝固条件下团簇种类和数量的变化,并将团簇结构可视化.在2 000 K下,液态Ni中团簇数量较少,由一定数量的1551、1441及1661键对所形成的缺陷二十面体构成;在快速冷却条件下,团簇的数量随温度的降低不断增加,且出现由12个1551键型所形成的完整二十面体团簇,体系最终形成了由二十面体和缺陷二十面体团簇网络所组成的非晶结构.     

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.     

非晶态Mg_(70)Zn_(30)合金结构因子的预峰

利用X射线衍射仪对非晶态Mg70 Zn30 合金的结构进行了研究 ,获得了强度曲线、结构因子、双体分布函数和原子间最近邻距离 .结果表明 ,Mg70 Zn30 合金在小Q区间存在强烈的预峰现象 .根据预峰的特性 ,提出了Mg70 Zn30 熔体的结构模型 ,即Mg原子位于中心 ,8个Zn原子位于顶角所形成的简单立方结构模型 .该模型以共享顶点的方式相连接 ,能够满足预峰对Mg—Mg原子间距离的要求 .Mg70 Zn30 非晶合金中预峰的产生是相邻原子团中心Mg原子之间相互关联的表现     

Chemical short-range order in Zr2Ni amorphous alloy

Extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) and molecular dynamic (MD) simulation were used to study the short-range order in Zr₂Ni amorphous alloy. It is found that the bond length is significantly shorter for unlike atoms but longer for like atoms in amorphous state than that in the crystalline state. Meanwhile, the coordination number of Ni atom in amorphous structure is only half of that in ideal Zr₂Ni crystalline. Based on these results, we proposed that there exists Zr₂Ni-like chemical short-range order in the Zr₂Ni amorphous alloy.