液态金属Cu凝固过程中晶体形核与生长及纳米团簇结构的演变特性

摘要：

采用分子动力学方法和Quantum Sutton-Chen (Q-SC)多体势,对含有5万个液态金属铜(Cu)原子系统在凝固过程中的晶体成核与生长规律及纳米团簇微观结构转变特性进行了模拟跟踪研究.运用Honeycutt-Andersen (HA)键型指数法和新的原子团类型指数法(CTIM-2)分析了金属Cu原子的成键类型和原子团簇微观结构演变特性.结果发现:在以1.0×1013 K/s速度冷却时,体系最终形成晶态与非晶态结构共存的混合结构,非晶转化温度约为673 K,结晶起始温度为373 K.在以4.0×1012 K/s速度冷却时,结晶起始温度为673 K,系统形成以1421和1422二种键型或由其构成的面心立方(fcc)(12 0 0 0 12 0)和六角密集(hcp)(12000 66)基本原子团为主体的晶态结构,尤其是由1421键型构成的面心立方基本原子团在晶核生长和纳米团簇结构形成过程中占主导地位.形核和生长过程对凝固微观结构演变特性有重要的影响.

关键词：金属铜凝固、晶体形核与生长、团簇结构演变、分子动力学模拟

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资助基金：国家自然科学基金50571037;嘉应学院自然科学基金2011KJZ02;广东省自然科学基金S2012010010976;梅州市科技局2011年计划项目资助

在线出版日期：2014-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：739-748