原子与分子物理学报
原子與分子物理學報
원자여분자물이학보
CHINESE JOURNAL OF ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS
2014年
3期
398-406
,共9页
易学华%卜寿亮%钟庆湖%陈书汉%陈泗凯
易學華%蔔壽亮%鐘慶湖%陳書漢%陳泗凱
역학화%복수량%종경호%진서한%진사개
液态金属Cu%凝固过程%微观团簇结构演变%分子动力学模拟%Q-SC多体势
液態金屬Cu%凝固過程%微觀糰簇結構縯變%分子動力學模擬%Q-SC多體勢
액태금속Cu%응고과정%미관단족결구연변%분자동역학모의%Q-SC다체세
Iiquid metal Cu%Solidification process%Evoluition of micro-cluster structrue%Molecular dynamics simulation%Q-SC many-body potential
采用分子动力学方法和Quantum Sutton Chen(Q-SC)多体势对由5万个液态金属铜(Cu)原子构成的系统在三个不同冷却速率下的凝固过程中微观团簇结构转变的影响进行了模拟研究.运用双体分布函数、Honeycutt-Andersen(HA)键型指数法、原子团类型指数法(CTIM-2)和可视化分析等方法,对凝固过程中微观团簇结构的演变特性进行了分析研究.结果发现:由非晶体向晶体转变的临界速度约为1.0×1013K/s,在此冷速下系统形成非晶体和晶体以一定比例并存的混合结构;在冷速为1.0×1014 K/s冷却时系统形成以1551、1541、1532、1431键型为主的非晶体结构,非晶转化温度约为673K;在以4.0×1012 K/s速度冷却时,系统从673K就开始结晶,并形成以1421和1422二种键型或由这二种键型构成的面心立方(FCC)(12 0 0 0 12 0)和六角立方(HCP)(12 0 0 0 6 6)基本原子团为主的晶体结构,尤其是由1421键型构成的面心立方(12 0 0 0 12 0)基本原子团在晶体生长和微观团簇结构形成过程中占主导地位.同时发现,冷速对金属Cu系统中的FCC结构和HCP结构的相对比例有显著的影响,冷速越低,FCC基本原子团以及由其构成的团簇结构越多.
採用分子動力學方法和Quantum Sutton Chen(Q-SC)多體勢對由5萬箇液態金屬銅(Cu)原子構成的繫統在三箇不同冷卻速率下的凝固過程中微觀糰簇結構轉變的影響進行瞭模擬研究.運用雙體分佈函數、Honeycutt-Andersen(HA)鍵型指數法、原子糰類型指數法(CTIM-2)和可視化分析等方法,對凝固過程中微觀糰簇結構的縯變特性進行瞭分析研究.結果髮現:由非晶體嚮晶體轉變的臨界速度約為1.0×1013K/s,在此冷速下繫統形成非晶體和晶體以一定比例併存的混閤結構;在冷速為1.0×1014 K/s冷卻時繫統形成以1551、1541、1532、1431鍵型為主的非晶體結構,非晶轉化溫度約為673K;在以4.0×1012 K/s速度冷卻時,繫統從673K就開始結晶,併形成以1421和1422二種鍵型或由這二種鍵型構成的麵心立方(FCC)(12 0 0 0 12 0)和六角立方(HCP)(12 0 0 0 6 6)基本原子糰為主的晶體結構,尤其是由1421鍵型構成的麵心立方(12 0 0 0 12 0)基本原子糰在晶體生長和微觀糰簇結構形成過程中佔主導地位.同時髮現,冷速對金屬Cu繫統中的FCC結構和HCP結構的相對比例有顯著的影響,冷速越低,FCC基本原子糰以及由其構成的糰簇結構越多.
채용분자동역학방법화Quantum Sutton Chen(Q-SC)다체세대유5만개액태금속동(Cu)원자구성적계통재삼개불동냉각속솔하적응고과정중미관단족결구전변적영향진행료모의연구.운용쌍체분포함수、Honeycutt-Andersen(HA)건형지수법、원자단류형지수법(CTIM-2)화가시화분석등방법,대응고과정중미관단족결구적연변특성진행료분석연구.결과발현:유비정체향정체전변적림계속도약위1.0×1013K/s,재차랭속하계통형성비정체화정체이일정비례병존적혼합결구;재랭속위1.0×1014 K/s냉각시계통형성이1551、1541、1532、1431건형위주적비정체결구,비정전화온도약위673K;재이4.0×1012 K/s속도냉각시,계통종673K취개시결정,병형성이1421화1422이충건형혹유저이충건형구성적면심립방(FCC)(12 0 0 0 12 0)화륙각립방(HCP)(12 0 0 0 6 6)기본원자단위주적정체결구,우기시유1421건형구성적면심립방(12 0 0 0 12 0)기본원자단재정체생장화미관단족결구형성과정중점주도지위.동시발현,랭속대금속Cu계통중적FCC결구화HCP결구적상대비례유현저적영향,랭속월저,FCC기본원자단이급유기구성적단족결구월다.
