近共晶成分Ni-P非晶合金微结构特征的原子模拟分析

来源期刊：金属学报2017年第12期

论文作者：彭超 李媛 邓永和 彭平

文章页码：1659 - 1668

关键词：Ni-P非晶合金;分子动力学;BSAP结构;非晶形成能力;

摘    要：采用分子动力学方法模拟了Ni_100-xP_x（x=19.0、19.4、19.6、19.8、20.0、21.0）合金在冷速为5×10¹²K/s下的快速凝固过程,并采用Voronoi多面体指数<n₃,n₄,n₅,n₆>和团簇类型指数（Zn_i/（ijkl）_i…）对其局域原子结构进行了表征。结果发现,Ni原子的团簇属性主要是高配位（Z≥12）的Frank-Kasper团簇及其变形结构,典型的化学短程序为NiZ-2P3,基本团簇间可通过交叉共享（IS）联结形成中程序结构;而P原子的局域结构除了Z=10的BSAP多面体外,还存在大量高配位（特别是Z=12）的Frank-Kasper结构形态,典型的化学短程序为Ni₁₂P;并且,P芯基本团簇的壳层原子全部为Ni,其间只能通过顶点共享（VS）、边共享（ES）和面共享（FS）联结形成扩展团簇。BSAP多面体及其相关结构被证实对Ni_100-xP_x非晶合金的形成具有重要影响,其数量在共晶点x=19.6时最多,偏离共晶点越远,所占比例越小,其结果与不同浓度下Ni_100-xP_x合金非晶形成能力的变化趋势一致。这可能就是Ni-P合金在共晶点具有最强非晶形成能力的原因。