冷却速度对铜凝固过程中微观结构转变影响的模拟（英文）

来源期刊：材料科学与工程学报2014年第6期

论文作者：易学华 钟庆湖 陈书汉 卜寿亮

文章页码：830 - 839

关键词：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;

摘    要：采用分子动力学方法对由5万个液态金属铜（Cu）原子构成的系统在不同冷却速率下的凝固过程中对微观结构演变的影响进行了模拟跟踪研究。运用双体分布函数g（r）曲线、HoneycuttAndersen（HA）键型指数法、新的原子团类型指数法（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1.0×1013 K/s,在此冷速下系统最终形成非晶体和晶体混合共存的结构;在冷速为1.0×1014 K/s时,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。同时发现,冷速对系统中的fcc结构和hcp结构的相对比例有显著的影响,冷速越低,fcc基本原子团簇结构越多。