Al2O3对铝熔体中杂质Fe扩散行为影响的分子动力学模拟

摘要：

采用分子动力学模拟方法从均方位移、自扩散系数、径向分布函数、配位数等方面分析研究了Al2O3对铝熔体中杂质Fe扩散行为的影响规律.结果表明:Al2O3是影响铝熔体中杂质Fe扩散和富集的关键因素,随着Al2O3含量的增加,杂质Fe的均方位移随之下降,且随着时间的延长,均方位移的增加幅度减小,扩散系数从0.173×10-8 m2/s下降到0.037×10-8 m2/s,即Al2O3含量的增加阻碍了杂质Fe的扩散,且Al2O3含量阻碍杂质Fe扩散行为的倾向随着时间的延长而加剧.同时,随Al2O3含量的增加,径向分布函数曲线发生明显变化,曲线第一峰的高度逐渐变高,即Fe原子配位数逐渐增加,杂质Fe的聚集程度增加.分析认为Al2O3的存在破坏了铝熔体中原子的有序排布,改变了Fe原子的晶格畸变能和熔体的黏度,造成杂质Fe的扩散困难;Al2O3有利于杂质Fe的富集,为富Fe相的形成创造了有利条件.杂质Fe在铝合金组织中常以富Fe相依附于Al2O3周围,Al2O3可作为异质基底促进富Fe相的形核和生长;杂质Fe的存在形态与Al2O3含量有直接关系,Al2O3含量的减少有利于降低杂质Fe在铝熔体中的富集倾向,从而降低形成团聚的粗大富Fe相的可能性.这与分子动力学模拟结果相吻合,也说明模拟方法是可行的.

关键词：铝熔体、Al2O3、杂质Fe、扩散行为、分子动力学模拟

所属期刊栏目：33

分类号：TG146.21(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-10-09（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：2071-2080