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Cu固液界面能的分子动力学计算

周化光 林鑫 王猛 黄卫东

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Cu固液界面能的分子动力学计算

周化光, 林鑫, 王猛, 黄卫东

Calculation of crystal-melt interfacial free energy of Cu by molecular dynamics simulation

Zhou Hua-Guang, Lin Xin, Wang Meng, Huang Wei-Dong
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  • 本文使用分子动力学方法对液相Cu中不同半径晶胚的生长和熔化行为进行了研究. 随着半径的增加, 晶胚生长的临界温度升高. 临界形核过冷度和晶胚半径倒数成正比关系, 这和经典形核理论一致. 由上述关系计算得到Cu的Gibbs-Thomson系数为1.12×10-7 K·m, Cu的固液界面能为0.146 J/m2, Cu的Turnbull系数为0.416, 这些计算值均与实验值一致.
    The growing and melting of crystal nuclei in liquid Cu are investigated by molecular dynamics simulation. The critical undercooling is proportional to the reciprocle of the nanoparticle radius. The Gibbs-Thomson coefficient of Cu is 1.12× 10-7 K·m. Then the crystal-melt interfacial free energy of Cu is 0.146 J/m2 estimated from the Gibbs-Thomson coefficient, and the Turnbull coefficient of Cu is 0.416. All the values by simulation are consistent with the experimental results of Turnbull.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50971102和50901061)、 国家重点基础研究发展计划(973)(批准号: 2011CB610402)、 高等学校学科创新引智计划(批准号: 08040)和西北工业大学凝固技术国家重点实验室基金(批准号: 02-TZ-2008)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50971102 and 50901061), the National Basic Research Program of China (Grant No. 2011CB610402), the Programme of Introducing Talents of Discipline to Universities (Grant No. 08040), and the fund of the State Key Laboratory of Solidification Processing in NWPU (Grant No. 02-TZ-2008).
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-06-25
  • 修回日期:  2012-09-11
  • 刊出日期:  2013-03-05

Cu固液界面能的分子动力学计算

  • 1. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室, 西安 710072
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50971102和50901061)、 国家重点基础研究发展计划(973)(批准号: 2011CB610402)、 高等学校学科创新引智计划(批准号: 08040)和西北工业大学凝固技术国家重点实验室基金(批准号: 02-TZ-2008)资助的课题.

摘要: 本文使用分子动力学方法对液相Cu中不同半径晶胚的生长和熔化行为进行了研究. 随着半径的增加, 晶胚生长的临界温度升高. 临界形核过冷度和晶胚半径倒数成正比关系, 这和经典形核理论一致. 由上述关系计算得到Cu的Gibbs-Thomson系数为1.12×10-7 K·m, Cu的固液界面能为0.146 J/m2, Cu的Turnbull系数为0.416, 这些计算值均与实验值一致.

English Abstract

参考文献 (42)

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