本项目主要采用适用于bcc、fcc和hcp结构金属的长程经验势和第一性原理计算辅助构建多体势的方法,建立Cu-Zr(Hf,Ti)-Al(Nb)等若干典型的三元金属系统的原子互作用多体势,并应用所建立的原子互作用多体势,通过分子动力学模拟和蒙特卡罗模拟,在原子尺度上研究三元系统的金属玻璃的形成能力这一科学问题。取得的创新性成果如下1)建立了若干二元和三元金属系统的符合实际的长程经验多头势;2)基于所构建的原子互作用多体势,通过分子动力学模拟和蒙特卡罗模拟揭示出晶态-非晶态相变的物理本质是,固溶体晶格在溶质浓度超过临界值时的失稳而塌陷为无序状态(非晶态);并由此计算出相应系统的临界固溶度,该临界固溶度所包围的成分范围或成分区域就是有利于非晶态合金形成的成份范围,即系统(定量)的玻璃形成能力;3)计算出固态非晶化反应的驱动力,并基于非晶化驱动预言出玻璃形成能力最大的合金成分。预言结果为选择合适金属玻璃的化学成分提供了指导。发表SCI论文15篇,其中影响因子大于3的6篇,包括一篇发表在Materials Scienceand Engineering R: Reports上的综述论文。
英文主题词ternary metallic systems; glass-forming ability; long range empirical potential; atomistic simulation