位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
冷速对液态金属Pb凝固过程中微观团簇结构演变影响的模拟研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O562.1[理学—原子与分子物理;理学—物理] U463.341[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]湖南大学物理与微电子科学学院,长沙410082
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:50571037)资助的课题.
中文摘要:

采用分子动力学方法对六种不同冷却速率对液态金属Pb凝固过程中微观团簇结构演变的影响进行了模拟跟踪研究.采用双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数法、原子团类型指数法(CTIM-2)、平均配位数等方法对凝固过程中微观团簇结构的演变进行了分析.结果表明:系统存在一个形成非晶态或晶态结构的临界冷速(介于5×10^12与1×10^12之间),大于这个临界冷速时,系统将形成以1551,1541和1431键型为主的非晶态结构;当小于这个临界冷速时,系统将先形成以1441和1661键型或以bcc基本原子团(1460800)为主的晶态结构,并稳定存在一段时间,然后又迅速转变为以1421和1422键型为主或以fcc基本原子团(12000120)和hcp基本原子团(1200066)以一定比例并存的部分晶态结构;同时发现,冷速对系统中fcc结构和hcp结构的相对比例有明显的影响,冷速越低,fcc结构所占的比例越多,越倾向于形成完美的fcc晶态结构.

英文摘要:

A tracing simulation has been performed for the solidification of liquid Pb at six different cooling rates by molecular dynamics method. The pair distribution function g(r) curves, the bond-type index method of Honeycutt-Andersen(HA), the cluster-type index method and average coordination numbers have been used to analyze the evolution of micro-cluster structures during solidification processes. The results show that there is a critical cooling rate (in the range of 1×1013 and 5×1012 K·s^-1) for forming amorphous or crystal structure. When the cooling rate is higher than the critical cooling rate, amorphous structures are formed mainly with the 1551,1541 and 1431 bond-types. When the cooling rate is lower than the critical cooling rate, the crystal structures mainly with the 1441 and 1661 bond-types or the bcc basic cluster (14 6 0 8 0 0) are firstly formed, and keep stable for a period of time, and then rapidly transform to the partial crystalline structure mainly with the 1421 and 1422 bond-types, or the fcc basic cluster (12 0 0 0 12 0) and the hcp basics cluster (12 0 0 0 6 6) coexisting in a certain proportion . At the same time , it has been found that there are obvious effects of the cooling rate on the relative proportion of the fcc basic clusters to the hcp basic clusters, the smaller the cooling rate is, the bigger relative proportion of the fcc basic cluster, and the system tends to form highly perfect fcc crystal structure.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876