Cu熔体中原子团簇在凝固过程中的演变规律分子动力学模拟

坚增运¹，李娜¹，常芳娥¹，方雯¹，赵志伟¹，董广志¹，介万奇²

1. 西安工业大学材料科学与化工学院2. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室

摘 要：用分子动力学模拟研究了Cu熔体以不同速率冷却微观结构的演变规律.结果表明,冷却速率在10^12.6K/s到10^14.5K/s之间时,Cu熔体凝固后形成了非晶体与晶体的混合体;Cu熔体中的原子团簇、临界晶核及凝固后晶体的结构均是由hcp和fcc结构层状镶嵌排列构成,这说明Cu凝固后形成的层状镶嵌结构起源于形核阶段;冷却速率小于10^13.3K/s时,Cu层状镶嵌结构中具有fcc结构的原子数多于hcp结构的原子数,而冷却速率大于10^13.3K/s后,hcp结构的原子数多于fcc结构的原子数;Cu非晶基体中晶态结构原子团簇的尺寸小于临界晶核尺寸时,虽然用HA键型指数法能确定出一定数量晶态结构原子键对的存在,但径向分布函数反映不出其晶态结构的特征.

关键词：分子动力学模拟;团簇;亚临界晶核;