液态Ca50Zn50合金快速凝固过程中微观结构的演变特性。.pdf

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1、第40卷第1期湖南大学学报(自然科学版)Vo1．40，NO．12O13年1月JournalofHunanUniversity(NaturalSciences)Jan．20l3文章编号：16742974(2013)01—0070—08液态Ca。Zn。合金快速凝固过程中微观#x'-j的演变特性刘海蓉”，郑乃超，刘让苏，梁永超，莫云飞，周群益，田泽安(1．湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410082；2．湖南大学物理与微电子科学学院，湖南长沙410082)摘要：采用分子动力学方法对液态Ca。Zn。合金的快速凝固过程进行了模拟研究．并采用双体分布函数、HA键型指数法、原子团类型指数

2、法(CT1M)和可视化等方法对凝固过程中微观结构的演变特性进行了分析．结果表明：由于Ca，Zn原子的半径差异较大，导致总双体分布函数的第1峰明显分裂成为3个次峰，随着温度下降，半径较小的zn原子互为近邻的几率明显增加．系统中1551键型所构成的二十面体基本原子团(120120)的数量占绝对优势，对非晶态结构的形成起主导作用．系统中基本原子团的中心原子主要是原子半径较小的Zn原子．具有短程序的基本原子团之间大多以共顶点(Vs)，共棱线(ES)，共面(FS)和相互交叉(IS)的方式相结合，在凝固形成非晶态的过程中，基本原子团大多以相互交叉(IS)的方式相结合，最后形成各种不同尺寸的

3、、原子结合比较紧密、结构比较稳定的较大团簇．关键词：Ca—Zn合金；微观结构演变；分子动力学模拟；基本原子团；凝固过程中图分类号：O751；TG139文献标识码：AEvolutionPropertiesofMicrostructuresduringSolidificationProcessofLiquidCa5oZn5oAlloyLIUHai—rong”，ZHENGNai—chao，UURang—SU。，LIANGYong—chao，MOYun—fei-ZHOUQun—yi，TIANZe—an(1．CollegeofMaterialsScienceandEngineering。

4、HunanUniv，Changsha，Hunan410082，China；2．SchoolofPhysicsandMicroelectronicsScience。HunanUniv，Changsha，Hunan410082，China)Abstract：AsimulationstudyhasbeencarriedoutforthesolidificationprocessofliquidCa50Zn5oalloybyusingmoleculardynamicsmethod．Thepairdistributionfunctiong(r)curves，bond—typeindexm

5、eth—od，cluster—typeindexmethod(CTIM)andthree—dimensionalvisualizinganalysismethodhavebeenusedtoanalyzetheevolutionpropertiesofmicrostructuresduringthesolidificationprocess．Theresultsshowthat，owingtothedifferenceofatomicradiusforCaandZn，thefirstpeakofthetota1pairdistributionfunctiongt。t(r)cur

6、veissplitintothreesecondarypeaks．Withthedecreaseoftemperature，thepropabilityofZnatomsbeingclosetoeachotherisincreasedobviously．Inthesystem．theicosahedronbasiccluster(12012O)consistingof1551bon—typesplaysakeyroleinformingamorphousstructure．Andthecenteratomsofbasicclustersinthesystemaremainlyt

7、heZnatomswithsmallersize．Mostbasicclusterswithshort—rangeorderwouldbelinkedtoeachotherinthemannersofvertex-sharing(VS)，edge—sharing(ES)*收稿日期：2012-05—11基金项目：国家自然科学基金资助项目(50831003，50571037)作者简介：刘海蓉(1971一)，女，湖南衡阳人，湖南大学副教授，博士十通讯联系人，E—mail：liuhairong@hn