al基准晶相关体系热导率的分子动力学研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目Al基准晶相关体系热导率的分子动力学研究作者姓名周丹学科专业材料学指导教师张春玲教授范长增副教授2015年12月中图分类号：TG146.22学校代码：10216UDC：673密级：公开工学硕士学位论文Al基准晶相关体系热导率的分子动力学研究硕士研究生：周丹导师：张春玲教授范长增副教授申请学位：工学硕士学科专业：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年12月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMaterialsScienceTHERMALCONDUCTIV

2、ITYOFAl-BASEDQUASICRYSTALRELATEDSYSTEMS:MOLECULARDYNAMICSSIMULATIONSByZhouDanSupervisor:Prof.ZhangchunlingAsso.Prof.FanChangzengYanshanUniversityDecember2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《Al基准晶相关体系热导率的分子动力学研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过

3、的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《Al基准晶相关体系热导率的分子动力学研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全

4、部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要准晶材料作为一种新兴材料已表现出许多优异的性能，如热传导特性。与普通的金属材料相比，准晶的热导率相对较低，在室温下准晶的热导率要比普通的铝合金低两个数量级，可以与常见的隔热材料ZrO2相媲美。大量稳定和亚稳的准晶存在于二元和三元Al基合金体系中，因此引起了人们很大的兴趣。本文利用分子动力学来模拟研究Al基准晶相关体系热导率的尺寸效应和温度效应。首先，利用平衡态分子动力学的方法来研究Al-Fe的

5、tI6和oF24两结构的热导率。模拟结果表明，tI6和oF24两结构的热导率随超胞尺寸的增加而增加，随后趋于稳定；当温度由100K到1000K变化时，tI6结构的热导率随温度的增加而降低。其次，研究了笼形结构Al-Ir的热导率，oP60结构的热导率随超胞尺寸的增加而增加；温度在100K到500K变化时，随温度的升高，其热导率增加。最后，选用EAM势，采用平衡法，模拟研究了Al-Pd-Mn体系的几个准晶近似相的热导率的尺寸效应和温度效应。随超胞尺寸的增大，ξ′-Al56Pd17Mn3和ξ-Al57Pd16Mn3两结构热导率值最后收敛，且其热导率

6、值均低于对应的未收敛的两结构ξ-Al56Pd17Mn3和ξ′-Al57Pd16Mn3的热导率值。因此，ξ′-Al56Pd17Mn3和ξ-Al57Pd16Mn3两结构更有望成为优异的热电材料。随温度的增加，ξ′-Al56Pd17Mn3的热导率略有下降的趋势，ξ-Al57Pd16Mn3的热导率无明显变化。关键词：分子动力学；准晶；热导率；尺寸效应；温度效应I燕山大学工学硕士学位论文AbstractAsanewmaterial,thequasicrystalhasshownmanyexcellentproperties,suchasuniquehe

7、attransfer.Comparedwithcommonmetallicmaterials,quasicrystalshaveverylowthermalconductivity,whichisabouttwoordersofmagnitudelowerthanthatofnormalaluminumalloyatroomtemperature,andisequivalenttothatoftypicinsulatingmaterials,ZrO2.Alargenumberofstableandmetastablequasicrystals

8、existinbinaryandternaryAlalloysystem,achievinggreatinterestsinboththeoreticalandex