熔体金属铜凝固过程中原子团簇结构的形成与生长特性

来源期刊：材料导报2015年第24期

论文作者：易学华

文章页码：122 - 127

关键词：液态金属Cu;原子团簇结构;分子动力学模拟;Q-SC多体势;成核生长;

摘    要：采用分子动力学方法对液态金属Cu在两种不同冷却速率下的凝固过程中其原子团簇结构的形成与生长特性进行了模拟跟踪研究。运用双体分布函数、HA键型指数法、原子团簇类型指数法和可视化分析等方法对凝固过程中原子团簇的微观结构演变特性进行了分析研究。研究结果发现:冷却速率为4.0×1012 K/s和2.0×1012K/s时,系统形成以1421、1422键型或由这两种键型构成的面心立方(fcc)(12 0 0 0 12 0)和六角立方(hcp)基本原子团(12 0 0 0 6 6)为主体的晶体结构;尤其是由1421键型构成的面心立方(12 0 0 0 12 0)基本原子团在原子团簇结构的形成和晶体生长中占主导地位。同时还发现:两种冷速下的结晶温度分别为673K和773K,即冷却速度越慢,结晶温度越高;系统最终形成了fcc和hcp的混合晶体结构,但以fcc晶体结构为主;fcc(12 0 0 0 12 0)基本原子团在慢速低温时具有较好的遗传特性,基本原子团之间很容易连接在一起生长成较大的纳米级大团簇结构。