深过冷液态金属Cu的热物理性质和原子分布

来源期刊：金属学报2017年第8期

论文作者：朱姜蕾 王庆 王海鹏

文章页码：1018 - 1024

关键词：深过冷;液态金属;热物理性质;双体分布函数;

摘    要：针对液态金属Cu在深过冷亚稳条件下的热物理性质和液态结构数据缺乏的问题,采用分子动力学方法结合修正嵌入原子势,研究了常规液态和亚稳液态金属Cu的热物理性质（熔点、密度、比热容和自扩散系数）和原子分布规律,体系温度范围为800²400 K,最大过冷度达到556 K。通过构建晶体-液体-晶体结构,探索了金属Cu的熔化过程,获得最优的熔点计算温度为1341 K,与实验值误差1.11%。获得了宽广温度范围内液态金属Cu的密度随温度的变化规律,采用Mishin势函数计算的熔点处密度模拟值为7.86 g/cm³,与文献报道的实验结果的误差小于2%。液态金属Cu的焓在800²400 K范围内随温度呈线性关系变化,即比热容几乎不随过冷度变化而变化,而自扩散系数则随温度呈指数关系变化。根据不同温度原子的位置变化,获得了相应的双体分布函数,发现液态体系始终处于短程有序、长程无序的状态,且原子短程有序度随温度升高而降低,短程有序结构仅保持在3⁴个原子间距范围内,且随间距增大而展现出典型的无序特征。