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1、中国科学院力学研究所博卜学泣论文摘要摘要仗熔化是固相转化为液相的过程，揭示出金动力学规徨.且右'41十d!,佃:nom"vs}r:田~“本论文采用分子动力学方法和多体相互作荔，通过对。。。、静态结“因子、径向分布函数、原子弛豫位形等进行分析，研究了金属铜和铝的单晶、双晶、表面、固液界面等系统的熔化过程及多体效应对熔化的影响。金属单晶熔化时结构发生有序一无序突变，具有均匀形核熔化特点，将导致晶体熔化过热。不同的非均匀形核条件使得晶体的熔点不同，但都低于理想单晶熔点。在较低的温度下双晶S5,19,111,Z19,Y-33的晶界附近存在无序区。随着温度的升高，无序区
2、逐渐扩展最终导致双晶熔化，具有非均匀形核熔化的特点。但晶界的存在并不一定导致非均匀形核熔化，例如艺3熔化前不存在无序区，它的熔化是由均匀形核控制的。表面的存在使得晶体熔化都以无序从表面向内部逐渐扩展而进行，即都以非均匀形核方式进行。并且表面能越大，表面预熔温度越低。对具有(110)和(111)表面的双晶的模拟表明表面和晶界在烙化时可以相互作用，其熔化并不是通过两个晶粒的同时熔化进行的，这与对称倾斜双晶中两个晶粒的同时熔化是不同的Y-fm液系统的模拟可以较准确地确定晶体的熔点，其在熔点下的模拟表明固液原子间存在动态平衡交换。利用所扩展的EAM-LJ多体势研究表明
3、，势强度的增加，熔点下降;而随着电子密度衰减指数的减小，熔点降总之，论文研究了多种条件下的熔化过程，给出了金属熔化相变的一些微观动力学机制关键词:熔化，非均匀形核，分子动力学，多体势，多体效应中国科学院力学研究所博卜学位论文AbstractMolecularDynamicsStudyonMeltingofMetalsWangTun(PhysicalMechanics)DirectedbyZhouFuxinABSTRACTUnderstandingmelting,thetransitionfromsolidtoliquid,onmicroscopicscalei
4、safundamentalproblemofcondensedphysics.Howthestructurechangesinthetransitionisrequiredtounderstandthetransitionbeterforboththeoreticalandappliedpurposes.Inthispaper,withmoleculardynamicsandEAMpotentials,themeltingofthesinglecrystals,grainboundaries,surfacesandsolid-liquidsystemsandt
5、hemany-bodyeffectsarestudiedbytheanalysisofinternalenergy,staticstructuralfactor,radicaldistributionfunctionandatomicconfiguration.Whenasinglecrystalmelts,itsstructurechangesabruptly,whichischaracterizedashomogeneousnucleationformeltingandmakesthecrystalsuperheatedaboveitsequilibriu
6、mmeltingpoint.Ontheotherhand,heterogeneousnucleationmakesacrystalmeltatatemperaturebelowthemeltingpointofitscorrespondingsinglecrystal,althoughdiferentnucleationinfluencesthemeltingpointdistinctively.Belowtheirmeltingpoints,structuraldisorderexistsintheneighborhoodofgrainboundarieso
7、fE5,E9,E11,E19andE33bicrystals.Asthedisorderpropagatesandmakesthebicrystalsfinallymeltwitheverincreasingtemperature,theirmeltingisdominatedbyheterogeneousnucleation.However,grainboundariesdonotalwaysleadtoheterogeneousnucleation.Forexample,thereisnotanydisorderedareabeforeE3ismelted
8、homogeneously.Surfa
