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冷速对液态金属Pb凝固过程中微观团簇结构演变影响的模拟研究

周丽丽 刘让苏 侯兆阳 田泽安 林 艳 刘全慧

冷速对液态金属Pb凝固过程中微观团簇结构演变影响的模拟研究

周丽丽, 刘让苏, 侯兆阳, 田泽安, 林 艳, 刘全慧
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  • 采用分子动力学方法对六种不同冷却速率对液态金属Pb凝固过程中微观团簇结构演变的影响进行了模拟跟踪研究.采用双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数法、原子团类型指数法(CTIM-2)、平均配位数等方法对凝固过程中微观团簇结构的演变进行了分析.结果表明:系统存在一个形成非晶态或晶态结构的临界冷速(介于5×1012与1×1012之间),大于这个临界冷速时,系统将形成以1551,1541和1431键型为主的非晶态结构;当小于这个临界冷速时,系统将先形成以1441和1661键型或以bcc基本原子团(14 6 0 8 0 0)为主的晶态结构,并稳定存在一段时间,然后又迅速转变为以1421和1422键型为主或以fcc基本原子团(12 0 0 0 12 0)和hcp基本原子团(12 0 0 0 6 6)以一定比例并存的部分晶态结构;同时发现,冷速对系统中fcc结构和hcp结构的相对比例有明显的影响,冷速越低,fcc结构所占的比例越多,越倾向于形成完美的fcc晶态结构.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50571037)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2007-08-06
  • 修回日期:  2007-10-30
  • 刊出日期:  2008-03-05

冷速对液态金属Pb凝固过程中微观团簇结构演变影响的模拟研究

  • 1. 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:50571037)资助的课题.

摘要: 采用分子动力学方法对六种不同冷却速率对液态金属Pb凝固过程中微观团簇结构演变的影响进行了模拟跟踪研究.采用双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数法、原子团类型指数法(CTIM-2)、平均配位数等方法对凝固过程中微观团簇结构的演变进行了分析.结果表明:系统存在一个形成非晶态或晶态结构的临界冷速(介于5×1012与1×1012之间),大于这个临界冷速时,系统将形成以1551,1541和1431键型为主的非晶态结构;当小于这个临界冷速时,系统将先形成以1441和1661键型或以bcc基本原子团(14 6 0 8 0 0)为主的晶态结构,并稳定存在一段时间,然后又迅速转变为以1421和1422键型为主或以fcc基本原子团(12 0 0 0 12 0)和hcp基本原子团(12 0 0 0 6 6)以一定比例并存的部分晶态结构;同时发现,冷速对系统中fcc结构和hcp结构的相对比例有明显的影响,冷速越低,fcc结构所占的比例越多,越倾向于形成完美的fcc晶态结构.

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