【摘 要】
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纳米晶结构中晶界原子的数目占有显著的比例,晶界的微观结构和动力学特性对其力学行为和晶粒生长起重要作用[1];然而目前我们对纳米结构中晶界的原子结构和动力学特性的了解
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纳米晶结构中晶界原子的数目占有显著的比例,晶界的微观结构和动力学特性对其力学行为和晶粒生长起重要作用[1];然而目前我们对纳米结构中晶界的原子结构和动力学特性的了解仍比较有限。我们对包含100万个Al原子大规模体系的凝固过程进行了模拟研究,在一定凝固条件下获得了块体纳米晶结构[2,3]。纳米晶粒呈现较窄的尺寸分布,平均晶粒直径为6.4nm;晶界为高角晶界,厚度约0.5-1nm。这些微观结构特征与快速凝固实验方法制备的大块纳米晶的微观结构是一致的[4,5]。对纳米结构中晶界原子结构特征的进一步研究发现:晶界的微观结构并非完全无序,在紧邻晶粒的晶界区域呈现大量类似晶态结构(FCC-like)的短程和中程序;在三叉晶界区域体系无序性较强,但仍存在大量的类似二十面体和体心立方结构的短程序。通过对晶界原子均方位移和非高斯参数等动力学参量的研究发现:晶界原子呈现玻璃动力学特性,在尺寸较小的晶粒周围和三叉晶界区域存在大量链状协同运动原子团簇,但这些协同运动的尺寸偏离玻璃体系中的幂指数分布规律。
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