不同尺寸Cu64Zr36纳米液滴的快速凝固过程分子动力学模拟

摘要：

由于冷却技术和合金非晶形成能力的限制,实验室难以得到大块非晶,而纳米液滴的快速冷却要相对容易,因此纳米液滴的模拟研究更容易得到实验的验证.本文运用分子动力学方法,模拟不同尺寸的Cu64Zr36纳米液滴在1.0×1012 K/s冷却速率下的凝固过程,并采用平均原子能量、双体分布函数、三维可视化和最大标准团簇分析等方法分析其微观结构的演化.对能量曲线和微观结构短程序特征长度的统计分析表明,所有纳米液滴的凝固过程都经历了液-液相变和液-固相变,最后形成了非晶态纳米颗粒.拓扑密堆(topologically close-packed,TCP)结构的演化过程能充分体现纳米液滴两次相变的基本特征,但二十面体不能.从TCP团簇的角度,纳米液滴的整个凝固过程可以分为坯胎、聚集、长大和粗化4个阶段.TCP结构能体现出非晶纳米液滴和颗粒的基本结构特征,对于完善凝固理论具有重要意义.

关键词：CuZr合金;TCP结构;LaSC;分子动力学模拟;凝固过程

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资助基金：国家自然科学基金;贵州大学智能制造产教融合创新平台及研究生联合培养基地

在线出版日期：2022-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：252-262