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Ca70Mg30金属玻璃形成过程热力学、 动力学和结构特性转变机理的模拟研究

徐春龙 侯兆阳 刘让苏

Ca70Mg30金属玻璃形成过程热力学、 动力学和结构特性转变机理的模拟研究

徐春龙, 侯兆阳, 刘让苏
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  • 采用分子动力学方法对Ca70Mg30合金快速凝固玻璃形成过程进行了计算机模拟, 深入分析了液-固玻璃转变过程热力学、 动力学和结构特性的转变机理, 对不同方法所确立的玻璃转变温度之间的关系进行了探讨. 结果表明: 本模拟计算所获得的Ca70Mg30金属玻璃的结构因子和玻璃转变温度均与实验结果符合, 而且二十面体局域结构对Ca70Mg30金属玻璃的形成起决定性作用. 由于周围原子形成的瞬时笼子效应, 过冷液体动力学特性逐渐偏离Arrhenius规律而满足模态耦合理论的幂指数规律. 动力学玻璃转变温度接近于微观结构玻璃转变温度, 但高于热力学玻璃转变温度; 而且它们与理想动力学玻璃转变温度之间满足Odagaki关系.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51101022) 和中央高校基本科研业务费(批准号: CHD2010JC083, CHD2012JC096) 资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-10-13
  • 修回日期:  2011-11-12
  • 刊出日期:  2012-07-05

Ca70Mg30金属玻璃形成过程热力学、 动力学和结构特性转变机理的模拟研究

  • 1. 长安大学应用物理系, 西安 710064;
  • 2. 湖南大学物理与微电子科学学院, 长沙 410082
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51101022) 和中央高校基本科研业务费(批准号: CHD2010JC083, CHD2012JC096) 资助的课题.

摘要: 采用分子动力学方法对Ca70Mg30合金快速凝固玻璃形成过程进行了计算机模拟, 深入分析了液-固玻璃转变过程热力学、 动力学和结构特性的转变机理, 对不同方法所确立的玻璃转变温度之间的关系进行了探讨. 结果表明: 本模拟计算所获得的Ca70Mg30金属玻璃的结构因子和玻璃转变温度均与实验结果符合, 而且二十面体局域结构对Ca70Mg30金属玻璃的形成起决定性作用. 由于周围原子形成的瞬时笼子效应, 过冷液体动力学特性逐渐偏离Arrhenius规律而满足模态耦合理论的幂指数规律. 动力学玻璃转变温度接近于微观结构玻璃转变温度, 但高于热力学玻璃转变温度; 而且它们与理想动力学玻璃转变温度之间满足Odagaki关系.

English Abstract

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