Zn-Mg合金的结构分析和Zn-Mg扩散体系的物相分布

分子动力学(MD)模拟常采用径向分布函数(RDF)、Honeycutt-Anderson (HA)键型指数法、原子团类型指数法(CTIM)表征物相的微观结构. 本文依据CTIM 理论, 对CTIM 进一步发展, 使CTIM 不仅能够表征bcc\fcc\hcp\非晶体, 也能表征其它晶系的晶体结构. 本文采用CTIM 完成Zn-Mg 合金标准晶体的结构表征和Zn-Mg扩散体系物相分布的分析. 结果表明: 合金组元的CTIM指数不仅反映了Mg₂₁Zn₂₅、MgZn₂、Mg₂Zn₁₁晶体结构的差异, 也说明了Mg₄Zn₇、MgZn₂晶体结构十分相近. Zn-Mg扩散体系两步法模拟后, 体系两端交替分布着hcp 与fcc 结构; 体系中部形成大量的非晶体; Zn原子端交替分布着hcp 与fcc 结构的界面区域主要是Zn12-C类原子.     

纳米Al2O3颗粒对纯Fe液诱导凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法模拟了不同半径大小的纳米Al2O3颗粒夹杂在三个温度下(1750、1730和1710K)对纯Fe液的诱导凝固过程,并分析了作为诱导核心的纳米Al2O3颗粒的结构演变及其对Fe原子体系的凝固过程的影响.发现在诱导过程中,纳米Al2O3颗粒的内部保持较好的晶型结构,仅表面原子有结构变形;诱导凝固的Fe原子主要为面心立方(fcc)和密排六方(hcp)原子;纳米Al2O3颗粒的尺寸越大,发生诱导凝固的温度越高;诱导凝固得到的Fe晶体的晶格取向受纳米Al2O3颗粒在Fe液中的漂移程度影响.     

嵌入纳米Fe颗粒的Fe液凝固过程的分子动力学模拟

采用Sutton-Chen 势函数及分子动力学(MD)方法对嵌入了Fe纳米团簇(半径从0.4-1.8 nm)的Fe液凝固过程进行了模拟. 模拟结果表明只有当嵌入的纳米团簇半径超过0.82 nm才能降低凝固时所需要的临界过冷度(ΔT^*), 起到诱导凝固的作用. 同时采用原子键型指数法(CTIM-2)对样本在凝固过程中的原子结构进行了标定, 通过观察微观结构演变发现当嵌入纳米团簇能够作为凝固核心时, 体系按照hcp-fcc 交叉形核的方式长大. 同时还发现嵌入纳米团簇对体系凝固过程晶核的生长方向及凝固的最终构型存在“结构遗传效应”.