Ni3Al合金凝固过程的分子动力学模拟
文献类型：学位论文
| 作者 | 赵毅 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008-05-28 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 赵九洲 |
| 关键词 | Ni3Al合金 分子动力学 凝固理论 晶体形核 原子团簇 |
| 其他题名 | Molecular dynamics simulation of solidification in Ni3Al alloy |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 凝固过程中相的形核对合金最终凝固组织和性能具有十分重要的影响。由于很难直接观察到形核的微观过程，人们对形核过程的理解还不够深入。本文利用分子动力学模拟了真实合金体系—Ni3Al合金在不同条件下的凝固过程，对形核初期合金体系的微观细节作了一些探讨。主要内容和结论如下： 采用Baskes等人的嵌入原子势，利用等温等压分子动力学方法，模拟了过冷Ni3Al合金体系在780K时等温凝固过程。分析了体系能量和径向分布函数随时间的演变，并利用对分析技术着重研究了合金体系中原子团簇和最大晶团随时间的变化，发现在过冷体系中存在大量的非晶团簇，但其在晶态相形核前已完全消失不参与合金的形核过程；在形核初期，体系中会出现大量不稳定的晶胚，通过结构起伏和成份选择，最终形成稳定的临界晶核；稳定相FCC结构原子早在晶胚出现时就存在，晶核为FCC结构原子和HCP结构原子的混合体；临界晶核形状并不规则，远非经典形核理论所假设的球形。 利用分子动力学方法模拟了Ni3Al合金体系以 的冷却速度从2000K冷却到300K的凝固过程。在该冷却速度下，体系能量在900-800K温度区间发生突变，径向分布函数也由典型的过冷液态结构转化为晶态结构。在固液相变之前，体系中的非晶团簇数量随温度的降低而逐渐增加，自体系中出现晶态团簇开始急剧减少，并最终在形核前消失。晶体团簇在形核前很小的温度范围内才出现。形核开始后，晶体团簇数量迅速减少，最大晶团尺寸迅速增加。稳定相FCC结构原子在晶胚出现时就已存在，晶核形成初期形状很不规则，并非经典形核理论所假设的那样为球形。最终形成的晶核以FCC结构原子为主，并夹杂有少量HCP结构原子。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 62 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17210]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵毅. Ni3Al合金凝固过程的分子动力学模拟[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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