金属固液界面结构及动力学性质研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rongxiaokun
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
对于固液界面性质的研究,有助于人们理解和解释材料科学中的许多过程和现象,例如晶体从熔融状态下的成核、接近平衡态的晶体生长、合金界面处的溶质分配和液滴在固态基底上的浸润等。实验上很难直接测量固液界面的许多特征,计算机模拟在探索界面特征方面一直起着非常重要的作用。本文基于Zhou的EAM作用势,采用分子动力学(MD)模拟的方法对金属的固液界面结构及动力学性质进行研究。主要研究内容及结论如下:对金属Co的固液界面结构有序性进行MD模拟,计算了垂直于界面方向的(100)、(110)和(111)三个方向的数密度、结构序参量等的分布。对数密度的研究表明固液界面处的液体存在着有序结构。在界面附近,数密度比结构序参数变化更快。对(100)方向界面层的二维偶分布函数(PDF)的计算结果发现,不同界面层的二维偶分布函数也不相同,从液体到固体的转变发生在界面附近区域所对应的6层中。对金属Co固液界面的动力学性质进行系统模拟。通过追踪不同温度下体系体积随时间的变化得到Co的模拟熔点为1720K,比实验值1770K略低。计算得到的动力学系数与最近得到的实验值基本一致。此外,动力学系数具有各向异性:μ100>μ110>μ111,与其他金属系统一致。我们还研究了温度在1720K-0K范围内界面移动速度与温度的关系:当温度较高时,固液界面的运动可以用扩散限制(W-F)模型来描述;当温度较低时,固液界面的运动可以用Arrhenius公式拟合,计算得到的扩散激活能接近于0,但固液界面仍以接近60m/s的速度运动,说明在深过冷条件下界面运动不受扩散控制。对Cu50Ni50合金的固液界面动力学性质进行MD模拟。将体系体积保持不变时的温度定为Cu50Ni50合金的熔点,测得的熔点值比实验值略低。在过冷度为0-335K范围内,计算得到的界面移动速度随过冷度的增加线性增长。在低过冷条件下,测得的界面移动速度比实验值略高;而在深过冷条件下,计算值与实验值吻合的很好。研究了界面移动速度与温度的关系并与上一章金属Co的结果进行对比,两者在整个温度范围内的变化趋势基本一致。我们同样将低温下的数据用Arrhenius公式拟合,计算得到的扩散激活能也趋近于0,而界面仍以50m/s-10m/s的速度移动,说明在深过冷条件下,Cu50Ni50的界面运动不受扩散控制,属于无热过程。
其他文献
基于生态足迹理论,建立绿色建筑建设阶段、运行阶段的生态足迹减量模型,将建设阶段生态赤字与运行阶段生态足迹减量进行比较分析,量化建设项目对环境的影响并评价项目的可持
融资问题已成为中国建筑企业发展的掣肘因素。通过建筑企业融资需求及渠道的分析,发现现有融资渠道难以满足建筑企业需求,进而提出解决建筑企业融资难问题的宏观政策与微观对
目的了解医院临床护士锐器伤的相关因素,研究防护对策。方法用回顾性调查,对报告登记的22名发生锐器伤的护士相关资料进行了调查与统计分析。结果 22名锐器伤者以内科护士比
本文简要概述微博及微博营销的内涵,指出当前企业微博营销在营销内容、营销方法以及微博营销监督体系等方面存在问题,进而探讨现代企业营销对策。
搅拌摩擦焊是一种新型的固相连接技术,与传统的熔化焊相比具有高效、节能、环保等优点,特别适合铝、镁等轻金属的焊接。随着搅拌摩擦焊技术不断成熟,其应用领域得到了很大的拓展
<正>“自我效能感”是班都拉于1977年首次提出的一个概念。它指人对自已能否成功地进行某种行为的判断和评价,是人对自已行为操作能力的知觉。自我效能感涉及许多不同的活动
会议
转变青少年体质健康碎片化分割管理模式是改善和提升青少年体质健康状况的必然选择。采用文献调研法和专家访谈法,客观总结和分析我国现行青少年体质健康管理模式的弊端,借鉴
目的:探讨在神经外科疾病患者中进行医患沟通的临床护理效果。方法80例患者按照入院时间分为实验组和对照组。对照组进行常规护理,实验组在常规护理上进行医患沟通护理,比较两组
本文以三元及三元以上的大块非晶合金体系为基础,从物质的结构与性能关系出发,通过对氧化物玻璃和Zr基、Ti基、Cu基、RE基各大块非晶合金计算结果的分析,提出了基于物质本征
信息技术的飞速发展和广泛应用,已经、正在并将继续影响人类社会的变革。信息化建设已经被我国政府提升到了战略举措的高度,大力发展信息化必将成为国家现代化建设的重要方向