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金属Al表面熔化各向异性的分子动力学模拟

何安民 秦承森 邵建立 王裴

金属Al表面熔化各向异性的分子动力学模拟

何安民, 秦承森, 邵建立, 王裴
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  • 采用嵌入原子势,使用分子动力学方法对金属Al不同低指数晶面的表面熔化现象分别进行了模拟.分析了熔化过程中样品结构组态的变化.模拟结果表明对于不同的自由表面,表面熔化呈现出明显的各向异性行为.Al(110)面在低于熔点的温度之下发生预熔化;(111)与(001)面都出现过热现象.与(111)面不同,(001)面发生过热现象时表面原子层为类液层,而(111)面仍然保持很好的晶格结构,即预熔化的Al(001)面在高于熔点的温度下,仍可以在很长的时间内处于相对稳定的亚稳态.由模拟得到Al的热力学熔点为950 K左右,与实验值基本符合.
    • 基金项目: 国家自然科学基金委员会和中国工程物理研究院联合基金(批准号:10476027)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:2007A09001)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2007-11-01
  • 修回日期:  2008-04-02
  • 刊出日期:  2009-02-05

金属Al表面熔化各向异性的分子动力学模拟

  • 1. 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100088
    基金项目: 

    国家自然科学基金委员会和中国工程物理研究院联合基金(批准号:10476027)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:2007A09001)资助的课题.

摘要: 采用嵌入原子势,使用分子动力学方法对金属Al不同低指数晶面的表面熔化现象分别进行了模拟.分析了熔化过程中样品结构组态的变化.模拟结果表明对于不同的自由表面,表面熔化呈现出明显的各向异性行为.Al(110)面在低于熔点的温度之下发生预熔化;(111)与(001)面都出现过热现象.与(111)面不同,(001)面发生过热现象时表面原子层为类液层,而(111)面仍然保持很好的晶格结构,即预熔化的Al(001)面在高于熔点的温度下,仍可以在很长的时间内处于相对稳定的亚稳态.由模拟得到Al的热力学熔点为950 K左右,与实验值基本符合.

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