非晶Ti3Al合金的变形晶化机理的原子模拟

利用分子动力学方法研究了非晶Ti3Al合金拉伸过程中的晶化行为,模拟结果表明局部塑性变形导致非晶合金晶化.从微观结构演化的角度分析了拉伸过程中的晶化机理,局部剪切导致拉伸过程中晶粒发生成核与合并,最终生成的晶粒具有面心立方结构.晶核的生长过程伴随着应力强化现象,非晶相中的纳米晶粒能提高非晶合金材料的强度.     

Ni-Zr非晶合金晶化过程的透射电子显微镜研究(Ⅱ)——Ni67Zr33非晶合金晶化过程中出现的过渡区

用TEM研究了Ni₆₇Zr₃₃非晶合金晶化过程中亚稳相与稳定相之间存在的过渡区。在点阵像上亚稳相为宽的或宽窄相间的条纹,而稳定相为单一的窄条纹。过渡区中宽窄条纹的分布是随机的,看不出明显的规律。其电子衍射圈也没有平移对称性,可以看成亚稳态与稳定态的衍射谱之间的变化过程。以相同原子面不同堆垛间距的模型模拟了过渡区衍射强度的分布,与实际强度符合得很好。 关键词：     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金的激波纳米晶化速率和晶化度的对比研究

对Fe735Cu1Nb3Si135B9等非晶合金进行了退火和激波诱导两种方式的晶化实验以及XRD和DSC分析.着重对合金的晶化速率和晶化度等特性展开了研究和讨论.进一步证实了激波纳米晶化是一种包含着新机理的寓意丰富的晶化现象.也再次验证了作者曾经提出过的“激波流化相变”模型的合理性. 关键词： 非晶合金 激波 纳米晶化     

非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的激波晶化及其特征

 研究了非晶合金Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉（FINEMET）的激波晶化。与退火晶化比较,激波晶化具有一系列鲜明特征,这些特征是固态下扩散性相变理论难以解释的,有深刻的物理内涵。     

非晶Fe78Si9B13合金在高压下的晶化

 本文研究了压力对Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金晶化温度的影响。给出了常压及7.5 GPa压力下的时间－温度－相变图。结果指出：晶化温度不仅与压力的大小有关，而且还与热处理的时间因素有关。此外，高压下bcc-Fe(Si)相结晶区域明显变大。     

非晶Ni88P12合金薄膜的表面形貌特征与晶化行为的研究

采用化学镀的方法在363K和p型Si（100）衬底上制得非晶Ni₈₈P₁₂合金薄膜．利用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描隧道显微镜和原子力显微镜对非晶合金薄膜及其经处理后形成的氧化态、还原态和晶态的结构、组分和表面的形貌特征作了研究，并对它的晶化行为作了初步探讨．结果表明，非晶合金薄膜是由纳米级微粒聚集成微米级颗粒组成；在低于晶化温度条件下经氧化和还原处理后的薄膜表面晶化；在晶化过程中，合金薄膜的非晶纳米微粒转变为微晶后长大成晶粒，其表面结构光滑平坦，几何边界 关键词：     

高压下块状Pd40Ni40P20非晶合金的晶化

 本文研究了Pd₄₀Ni₄₀P₂₀块状非晶在4 GPa及常压下的晶化过程。得到了时间-温度转变图。结果表明：高压下样品的晶化温度明显升高，压力对原子的长程扩散及相分离熔体的粘性流动均有抑制作用。在接近熔点进行高压退火时，获得了单相过饱和固溶体。其晶体结构为面心立方。     

Fe40Ni40P12B8非晶合金的冲击晶化实验研究

 本文研究了Fe₄₀Ni₄₀P₁₂B₈非晶合金冲击波加载下的晶化行为，冲击波由二级轻气炮发射的告诉弹丸撞击靶产生。实验结果表明：Fe₄₀Ni₄₀P₁₂B₈非晶合金在冲击波加载下，晶化可在加载时间（微秒量级）内发生；晶化的阈值压力在30~50 GPa之间，相应的冲击温度约为510~800 K，晶化析出相与冲击压力有关，低压下析出相是面心立方γ-(Fe, Ni)固溶体和Fe₃(P_0.37B_0.63)化合物，高压下（大于60 GPa）析出相除了面心立方γ-(Fe, Ni)固溶体和Fe₃(P_0.37B_0.63)化合物之外，还包括(Fe, Ni)₃P化合物。     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金的激波纳米晶化速率和晶化度的对比研究

对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9等非晶合金进行了退火和激波诱导两种方式的晶化实验以及XRD和DSC分析.着重对合金的晶化速率和晶化度等特性展开了研究和讨论.进一步证实了激波纳米晶化是一种包含着新机理的寓意丰富的晶化现象.也再次验证了作者曾经提出过的"激波流化相变"模型的合理性.     

脉冲激光晶化超薄非晶硅膜的分子动力学研究

利用准分子脉冲激光晶化非晶硅薄膜是制备高密度尺寸可控的硅基纳米结构的有效方法之一.本文将脉冲激光对非晶硅超薄膜的影响处理为热传导问题,采用了基于Tersoff势函数的分子动力学方法模拟了在非晶氮化硅衬底上2.7 nm超薄非晶硅膜的脉冲激光晶化过程.研究了不同激光能量对非晶硅薄膜晶化形成纳米硅的影响,发现在合适的激光能量窗口下,可以获得高密度尺寸可控的纳米硅薄膜,进而模拟了在此能量作用下非晶硅膜中成核与生长的机理与微观过程,并对晶化所获得的纳米硅薄膜的微结构进行了分析. 关键词： 非晶硅 分子动力学 脉冲激光晶化     

Ti3Al合金凝固过程晶核形成及演变过程的模拟研究

采用分子动力学方法对Ti₃Al合金的形核机理进行了模拟研究,采用团簇类型指数法(CTIM),对凝固过程不同尺度的原子团簇结构进行了识别和表征,深入研究了临界晶核的形成和长大过程.结果表明,凝固过程体系包含了数万种不同类型的原子团簇结构,但其中22种团簇结构类型对结晶形核过程起关键性作用.在晶核的形成和长大过程,类二十面体(ICO)原子团簇、类BCC原子团簇和缺陷FCC及缺陷HCP原子团簇在3个特征温度点T₁ (1110 K), T₂ (1085 K)和T₃ (1010 K)时达到数量上的饱和,并根据数量和空间分布随温度的变化,得到了它们在形核和长大过程相互竞争的关系.跟踪平行孪生晶粒形成和长大的过程发现,临界晶核是由FCC原子构成的单相结构,并未观察到亚稳BCC相优先形核的过程;平行孪生结构是由FCC单相晶核在沿密排面逐层生长过程中形成的.结果还表明, CTIM相比于其他微观结构表示方法,能更为准确地揭示凝固过程微观结构的转变特征.     

TiAl/Ti3Al体系剪切变形的分子动力学研究

利用分子动力学方法研究了正化学比的TiAl/Ti₃Al双相体系中剪切变形诱发位错形核以及相关结构转变的动态过程以及切变力场对最终结构的影响.研究发现,在TiAl/Ti₃Al双相体系中剪切变形诱发黏滞-滑移式的滑移行为;界面在其中起到了传递能量、均衡协变的作用,界面两侧的异相结构保留了单相形变特征.六角密堆积（HCP）-Ti₃Al部分各原子层较长时间内呈整体剪切协变,其后形变分化为应力集中诱发层错区和初始完整结构回复区;而面心立方（FCC）-TiAl部分因刚性较大仅存在微协变,其后局部受力区直接诱发相邻原子层间相对滑移,发生FCC向HCP结构转变.变形结构方面,HCP-Ti₃Al部分在剪切力较大区域形成连续且稳定的FCC堆垛,近界面区FCC薄层与HCP相交替并存;而FCC-TiAl部分内禀层错和孪晶共存,当力场增大时形成亚稳HCP结构. 关键词： 3Al')" href="#">TiAl/Ti₃Al 分子动力学模拟 剪切变形 层错结构     

纳米Cu颗粒等温晶化过程的分子动力学模拟研究

采用分子动力学方法和镶嵌原子势,模拟了500个Cu原子(简称Cu₅₀₀) 组成的纳米颗粒的等温晶化过程.利用修正的均方位移、键对分析技术和内在结构(IS) 等方法对该过程中的结构和动力学行为进行分析研究.结果显示:与块体金属不同的是, Cu₅₀₀纳米颗粒在某一温度保温时,其晶化时间并不是一个定值, 而是存在一个统计分布,并且保温温度越低其晶化时间的分布范围越广, 最长晶化时间越长.在低温晶化时, Cu₅₀₀经历了一系列中间构型的转变才达到晶态, 表现出多步晶化的特征.文章作者研究了颗粒的初始构型对晶化进程的影响, 发现颗粒的初始结构特征和能量状态对其随后的晶化过程有着重要的影响, 同一温度下,颗粒初始构型的IS能量越低其晶化时间越长,这一点在低温时尤其明显.     

分子动力学模拟尺寸对纳米Cu颗粒等温晶化过程的影响

采用分子动力学方法和镶嵌原子势, 模拟了4000个Cu原子和13500个Cu原子(简称Cu₄₀₀₀和Cu₁₃₅₀₀)组成的纳米颗粒以及块体Cu的等温晶化过程. 通过对这些颗粒在晶化过程中结构和动力学行为的分析研究, 发现低温时, 不同尺寸的纳米Cu颗粒均出现多步晶化, 且晶化时间的分布曲线远比高温时范围大; 除了温度, 颗粒尺寸对晶化行为也有重要的影响, 尺寸越大, 晶化时间越长, 最终的晶化程度越高; 但是晶化时间随尺寸增大而增加的趋势不会一直持续, 发现存在一个临界尺寸r_c, 小于r_c时, 晶化时间随颗粒尺寸增大而增加, 大于r_c时,晶化时间随尺寸增大而减小.     

Cu60Zr30Ti10非晶合金弛豫和晶化过程的小角X射线散射研究

应用小角X射线散射技术研究了Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀非晶合金从300到813 K之间微结构的演化情况.发现在淬火状态下Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀非晶合金中存在直径30 nm左右的富Cu区.非晶的结构弛豫包括573 K之前的低温结构弛豫和573 K到玻璃转变温度的高温结构弛豫，弛豫的结果是产生含有有序原子团簇的富Cu区，这些有序原子团簇的富Cu区是随后晶化过程中晶核产生的基础.Porod曲线分析表明，晶化生成的纳米体心立方CuZr相和基体之间有明锐的界面. 关键词： 小角X射线散射 非晶合金 结构弛豫 晶化     

几种铁基非晶合金激波诱导晶化中的若干奇异物理效应研究

应用x射线衍射、透射电子显微镜和差示扫描量热实验技术，研究了FeCuNbBSi，FeBSi，FeMoBSi几种铁基非晶合金的激波诱导晶化.研究结果表明：非晶态合金激波诱导晶化中存在若干应用传统长程扩散相变理论难以解释的奇异物理效应.用非晶态合金激波流化晶化可以很好地解释激波诱导非晶晶化中的各种奇异物理效应. 关键词： 激波晶化 非晶态合金 激波流化 流体扩散     

Ni-Co合金快淬过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟熔体旋淬技术的合金快淬过程,在不同的冷却速度下研究Ni-Co合金在快淬后的结构特征。模拟发现:Ni-Co二元合金的凝固过程对冷却速率的变化较为敏感,体系对形成非晶对冷却速率要求较高,约在80 K/ps以上,可以采用增加添加元素的方法来降低材料对冷却速率的要求;在75 K/ps的冷却速率下合金最终完全晶化,发生结构转变,而且在较低温度(375 K)下很明显。     

Effects of nickel on the crystallization of Zr70Cu20Ni10 amorphous alloy

Differential scanning calorimetry (DSC) and x-ray diffraction (XRD) are employed to investigate the effects of nickel on the crystallization of the amorphous Zr₇₀Cu₂₀Ni₁₀ alloy. We have found that the crystallization process of the amorphous Zr₇₀Cu₂₀Ni₁₀ alloy is strongly influenced by the addition of nickel. Addition of 10 at% Ni to the Zr₇₀Cu₃₀ amorphous alloy makes the crystallization process proceed from a single-stage mode to a double-stage mode. The activation energy for crystallization of the amorphous Zr₇₀Cu₂₀Ni₁₀ alloy is calculated to be about 388kJ·mol^-1 on the basis of the Kissinger equation. The effects of nickel on the crystallization of the amorphous Zr₇₀Cu₂₀Ni₁₀ alloy are discussed in terms of the genetics of metals.