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1、非晶合金凝固的界面结构及其热力学特征的研究【摘要】固液相变是自然界中常见的物理现象,合金凝固过程中的液固界面具有高度的复杂性和动态变化性,往往表现出非平衡、非线性的行为。界面的存在,对界面区的热力学特性及其附近的流动、传输和化学反应产生了重要的影响。本文以过冷液体的微观结构及原子在过冷液体中的运动情况为基础,利用分子动力学模拟方法,选取GEAM势函数来描述原子之间的相互作用力,结合偶关联函数,均方位移(MSD)等方法,对Cu66Ti34非晶合金在不同条件下的凝固过程进行了研究。同时利用水淬法制备了Zr41.2Ti13.8Cu12
2、.sNi1o.oBe22.5非晶合金,采用扫描电镜、X射线衍射仪、差示扫描量热仪等分析了非晶合金的组织形貌。通过模拟计算,对金属熔体Cu66Ti34分别在4×1011K/s和4×1013K/s两个冷速下,从1600K到300K的凝固过程进行了研究。结果表明：在4×1013K/s冷速下,体系形成非晶结构,玻璃化转变温度为600K,由MSD图像可以看出在凝固过程的刚开始阶段,束缚力相同,故认为界面是平面,过一段时间后,粒子所受束缚不同,所以此时的界面应表现为非平面界面。在4×1011Ks冷速下,体系在800K时部... 更多还原【A
3、bstract】Phasetransitionofliquid-solidisacommonphenomenoninnature.Theliquid-solidinterfacehasahighdegreeofcomplexityanddynamicvariabilityintheprocessofalloy’ssolidification,whichoftenbehavesinnon-equilibriumandnonlinear.Theexistenceoftheinterfacehasasignificantimpacto
4、nthethermodynamicpropertiesoftheinterfacialregionaswellasitsmotion,transportationandchemicalreaction.Thispaperbasedonthemicrostructureofsupercooledliquidandthemovementof... 更多还原【关键词】分子动力学模拟；Cu-Ti；界面结构；热力学；【Keywords】MolecularDynamics；Cu-Ti；InterfaceStructure；Thermodyn
5、amic；摘要5-6Abstract6-7第一章绪论10-251.1非晶合金发展历史10-121.2液态和非晶态金属的结构模型12-151.3液态金属凝固过程的计算机模拟15-231.3.1模拟方法及应用范围15-161.3.2势函数的发展16-171.3.3微观结构表征方法17-181.3.4计算机模拟在非晶方面的应用18-191.3.5过冷液体微观结构及其演变规律19-221.3.6过冷液体中粒子的运动22-231.4本工作的目的与意义23-241.5课题的研究内容24-25第二章试验方法25-302.1分子动力学的模拟方法
6、25-262.1.1分子动力学的基本原理252.1.2势函数的选取252.1.3时间步长25-262.2分析方法26-272.2.1Voronoi分析法26-272.2.2偶关联函数272.2.3均方位移272.3合金的试样制备及分析方法27-302.3.1实验材料27-282.3.2合金试样的制备282.3.3分析方法28-30第三章非品合金凝固的界面结构30-553.1引言303.2合金凝固过程30-463.2.1模拟方法及细节30-323.2.2偶关联函数32-373.2.3结构的演化规律37-383.2.4粘度变化38-
7、393.2.5均方位移39-463.3界面结构模型的建立46-473.4非平衡凝固的一些思想47-483.5实验验证48-553.5.1水淬法制备非晶合金的凝固过程48-533.5.2合金凝固初期阶段热转换分析53-55第四章凝固过程中的热力学特征55-624.1引言554.2内能与体积55-584.3熵、焓、比热、自由能58-624.3.1热力学焓58-594.3.2定压比热的计算59-604.3.3熵变的计算60-614.3.4自由能G61-62第五章结论62-63参考文献
