alculi（mgzn）合金时效初期原子分布状态的计算机模拟

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1、中南大学硕士学位论文摘要本论文采用了MonteCarlo方法，借助于计算机模拟研究了微量Mg、Zn的加入对A1．1．2Cu．5．7Li合金时效初期溶质原子团簇演化过程的影响，进而探讨了其对时效后期相变过程的影响，并在模型和程序设计的可靠性上给与了分析与验证，基于此得出如下结论：l、通过对模拟结果的分析，我们得出：采用规则固溶体模型所导出的异种原子间相互作用势，运用MonteCarlo方法可以有效地描述时效初期原子团簇的演化过程，从而为微合金化成分设计提供有效信息。2、采用扩展原子间相互作用势进行模拟得出：在基态合金A1．1．2Cu中会形成Cu原子团聚区，而在基态合金A1．5．7Li

2、模拟中出现A1．“原子的短程有序结构。通过分析我们认为：Cu原子团聚区为形成GP．区提供了有利的成分条件，这与实验方法观察到A1．Cu合金中存在G．E区是相一致的，在A1．“中的短程有序结构亦是“原子的偏聚区，可以说明在采用扩展原子间相互作用势(同时计及近邻和次近邻的作用)进行模拟时，近邻原子的团聚作用起主体作用，而考虑次近邻只是对原子团簇形态上细节的反映，不影响近邻原子间的主体作用。在A1．5．7Li中的模拟结果预示着，这种短程有序结构将为6’相的形核提供了成分和结构起伏条件。3、通过模拟我们发现，在A1．1．2Cu．5．7Li中，Li与空位的强相互作用导致“原子迅速团聚，从而阻

3、碍了Cu原子的团聚；空位在A1．1．2Cu．5．7Li中易于团聚化而形成空位团簇，空位团簇易于崩塌而形成位错环，造成基体密排面的上层错，通过分析认为，这种层错的存在有利于密排六方结构的Tl相析出；4、通过模拟可以得出：Mg对A1．1．2Cu．5．7Li合金溶质原子团簇的演化过程有着很重要的影响，微量Mg的加入促进合金中Cu原子团簇的形成与粗化，而阻碍了Li原子团簇的形成与粗化，同时Mg的加入使空位更倾向与团聚化而形成空位团簇，且上述的影响随着Mg含量的增加而更显著。通过对结果分析认为：Mg的加入会形成Mg．Cu一空位复合体，这种复合体的存在形成了借助于Mg加速Cu原子扩散的“桥接机

4、制”，从而促进合金中Cu原子团簇的形成与粗化。由于Mg-Cu．空位复合体的大量存在造成了对Li的“贫空位机制”使得“原子团簇的形成与粗化受到了阻碍。上述模拟结果预示着：Cu原子中南大学硕士学位论文摘要团簇的形成与粗化为GP．区的形成提供了有利条件；Li原子团簇形成与粗化的受阻预示着6’相形核与粗化变得困难；空位的团聚化从形成层错的角度上更利于Tl相的析出。5、通过模拟可以得出：不同含量Zn的单独加入对Cu原子团簇和“原子团簇的演化都没有明显影响。通过分析我们认为：仅从原子间相互作用的角度上，Zn的单独加入对A1．1．2Cu．5．7Li合金时效初期原子团簇演化过程几乎没有影响，原子尺

5、寸的差异是Zn影响A1．1．2Cu一5．7Li合金时效过程的主导原因。6、模拟结果显示：在A1．1．2Cu．5．7Li合金中同时加入zn和Mg，在时效初期可促进Cu原子团簇细小弥散析出，对Li原子团簇没有明显影响，同时Zn和Mg都出现了明显的团簇化和生成Mg--Zn复合团簇，且随着Zn、Mg含量的增加这种效果更明显。通过分析我们认为：Zn、Mg的团簇化和Mg--Zn复合团簇的大量存在形成了Zn对Mg的“抢夺、固定”机制，进而使Mg对Cu的“桥接机制”作用减弱，导致Cu原子团簇细小弥散。这样的模拟结果预示着：Mg--Zn复合团簇有利于形成117相，并可使体系中的富Cu的S’相和GP．

6、区的弥散析出和细小化，这与Gregson等人的实验研究结果相～致。关健词：Mg、Zn、AI—1．2Cu-5．7Li合金、MonteCarloMethod、GP．区、6’相、Tl相、q’相、原子团簇ABSTRACTTheeffectoftraceelementsofMgandZnontheA1一Cu-LialloysintheinitialagingstagewasstudiedbyMonteCarlosimulation．Thusthecalculatingmodelonthebaseofthermodynamicswassetupandtestified．ByMonteCarlo

7、simulation，weCalldrawconclusionsasbelow：1、Withpairinteractionbetweendifferentatomicspeciesderivedformregularsolidsolutionmodel，thecalculatingmodelCaneffectivelydescribetheevolutionofclustersintheinitialagingstage．2、Withextendedpairinter