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Fe50Cu50合金熔体相分离过程的分子动力学模拟

齐玉 曲昌荣 王丽 方腾

Fe50Cu50合金熔体相分离过程的分子动力学模拟

齐玉, 曲昌荣, 王丽, 方腾
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  • 基于镶嵌原子势,采用分子动力学模拟的方法探讨了Fe50Cu50合金熔体在1823 K下液-液相分离过程. 结果发现: 熔体中同类原子配位数随弛豫时间的延长逐渐增大,而异类原子配位数逐渐减少;由Bhatia-Thornton结构因子SCC(q)获得的相关长度随时间的变化也呈现出明显的递增趋势,表明该合金熔体在该温度下发生了液–液相分离. 原子轨迹的可视化显示结果发现,相分离的初期,体系呈明显的网络状组织,随时间的延长,异类原子逐渐分离,最终形成富Fe和富Cu的相分离组织,符合调幅分解特征. 与Fe75Cu25合金熔体的相分离过程对比发现,Fe与Cu原子数目相差越小,相分离行为越剧烈,形成稳定分层结构所需的时间越短. 以上研究从原子尺度上表征了金属熔体的相分离过程.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51371108)和山东大学(威海)研究生科研创新基金(批准号:yjs12032)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-12
  • 修回日期:  2013-11-10
  • 刊出日期:  2014-02-05

Fe50Cu50合金熔体相分离过程的分子动力学模拟

  • 1. 山东大学(威海)机电与信息工程学院, 威海 264209
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51371108)和山东大学(威海)研究生科研创新基金(批准号:yjs12032)资助的课题.

摘要: 基于镶嵌原子势,采用分子动力学模拟的方法探讨了Fe50Cu50合金熔体在1823 K下液-液相分离过程. 结果发现: 熔体中同类原子配位数随弛豫时间的延长逐渐增大,而异类原子配位数逐渐减少;由Bhatia-Thornton结构因子SCC(q)获得的相关长度随时间的变化也呈现出明显的递增趋势,表明该合金熔体在该温度下发生了液–液相分离. 原子轨迹的可视化显示结果发现,相分离的初期,体系呈明显的网络状组织,随时间的延长,异类原子逐渐分离,最终形成富Fe和富Cu的相分离组织,符合调幅分解特征. 与Fe75Cu25合金熔体的相分离过程对比发现,Fe与Cu原子数目相差越小,相分离行为越剧烈,形成稳定分层结构所需的时间越短. 以上研究从原子尺度上表征了金属熔体的相分离过程.

English Abstract

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