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耐蚀合金Al_3Ni和Ni_3Al液态冷凝过程的比较研究

1 引 言研究高温液态合金的结构随温度的变化规律 ,对于寻找最佳工艺以获得最好的材料性能具有非常重要的实际意义 .但高温液态合金材料的结构及其演变信息很难由实验获得 .随着计算机技术的发展 ,由经验和半经验多体势出发 ,利用计算机进行的分子动力学模拟成为了解这些微观信息的重要手段 ,取得了一系列进展[1- 6] .在钢铁基体表面热镀耐蚀合金Al3Ni和Ni3Al镀层 ,作为钢铁有效防止大气环境腐蚀的手段是当前研究的热点问题之一 .钢铁基体表面热镀这两种合金均涉及液态凝固过程 ,关于液态合金Ni3Al的凝固过程已有人进行了研究[7] ,为了考察Al和Ni在不同配比时冷凝过程的差别 ,我们的工作是对液态合金Al3Ni和Ni3Al的冷凝过程进行分子动力学模拟 ,并采用双体分布函数、Honeycutt Anderson(HA)成键指数法研究了该过程中Al Ni合金结构及能量的转变规律 ,发现两种合金冷凝过程有着明显的差异 .2 原子间相...  (本文共7页) 阅读全文>>

《化学物理学报》2004年04期
化学物理学报

热镀铜层冷凝过程的分子动力学模拟

1 引 言钢铁基体表面复合铜层是目前国际上表面工程学科研究的热点之一 .利用铜优良的耐蚀性能和导电性能 ,可使产品应用于电力输电系统、铁道电气化输电及通信工程等领域 .钢铁基体表面复合铜层主要有热浸镀法和铜液机械包覆法 ,两种方法均涉及液态铜在钢铁基体表面冷凝形成复合层的过程 .热镀实验发现 ,在金属铜由高温液态冷凝固化形成铜镀层时 ,冷却速度对产品的性能有直接的影响 .但是 ,高温液态金属的结构及其演变信息较难由实验获得 .因此 ,由经验或半经验式出发进行的原子或分子级模拟 (即分子动力学模拟 )便成为了解这些微观信息的重要手段 ,并且取得了一系列的进展[1- 6 ] .人们对金属铜的固态性质已作了多方面的研究 ,而有关其液态性质的研究则多采用Daw等人的镶嵌原子法[7- 11] .我们采用FS(Finnis Sinclair)势对液态金属铜的冷凝过程进行了分子动力学模拟 ,并采用双体分布函数、Honeycutt Anders...  (本文共6页) 阅读全文>>

《航空材料学报》2003年02期
航空材料学报

热镀Al_3Ni耐蚀合金镀层液态冷凝过程的分子动力学模拟研究

在钢铁基体表面热镀耐蚀合金镀层是提高钢铁抗大气腐蚀性能的重要手段之一。由于钢铁表面热镀耐蚀Al3Ni合金镀层的成本比热镀Ni3Al低廉、工艺控制条件相对较宽,故引起越来越多的重视,成为当前国内研究的热点课题之一。  研究高温液态合金结构随温度的变化规律对于寻找材料的最佳工艺以获得最好材料性能具有非常重要的实际意义。但高温液态合金材料的结构及其演变信息较难由实验获得。随着计算机技术的发展,由经验和半经验多体势出发利用计算机进行分子动力学模拟,乃是了解这些微观信息的重要手段,取得了一系列进展[1~5]。  本文对液态合金Al3Ni的冷凝过程进行了分子动力学模拟,并采用双体分布函数、Honeycutt Anderson(HA)成键指数法研究该过程中Al Ni合金结构及能量的转变规律,从而为最终确定冷却工艺参数提供理论依据。1 原子间相互作用势模型  原子间相互作用势是分子动力学模拟的基础,近年来发展的经验、半经验的多体势,如EAM,T...  (本文共5页) 阅读全文>>

电子科技大学
电子科技大学

Ni3Al纳米材料热力学性质的分子动力学模拟

低维纳米结构是当前纳米科学与技术领域的一个重要研究方向。它不仅对理解基本的物理现象具有重要意义,而且作为功能模块在构建纳米器件方面具有极大的应用潜力。本文采用经典分子动力学方法研究了高温合金Ni3Al一维纳米线、二维纳米薄膜和三维块材的热力学基本物理性质。原子间的相互作用势采用Finnis-Sinclair多体势描述。1、利用经典分子动力学方法对单晶Ni3Al纳米线和纳米薄膜的热稳定性进行了模拟。模拟结果表明:纳米线和纳米薄膜的熔点随着其尺寸(纳米线的直径、纳米薄膜的厚度)的增加而升高,当尺寸增加到某一值后熔点达到饱和值,且接近体相的熔点。纳米线、纳米薄膜在完全熔化前存在一个过渡区,在这一温区,液相与固相同时存在。对于一维[001]晶向截面为正方形的纳米线和二维纳米薄膜,熔化从表面开始,随着温度的升高,然后迅速向内部扩展。纳米线和纳米薄膜的熔点偏小可以用纳米材料具有大的表体比来解释。2、我们利用经典分子动力学方法对[001]晶向...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

《计算机与应用化学》2012年08期
计算机与应用化学

氩流体冷凝过程的分子动力学模拟

1引言化学工业中精馏、吸收、干燥等单元操作过程均涉及到气液两相间的传质传热过程。然而,由于这些过程的复杂性,使得气液两相间传质传热过程的研究一直进展缓慢。在化工生产实践中,通常采用从经验公式获得的热力学数据,但不同经验公式都有一定的局限性。随着计算机技术的迅猛发展,分子动力学模拟被越来越多地用于研究各种化学化工过程中的热力学性质及扩散性质[1]。近年来,气液两相间的冷凝汽化问题也越来越受到人们广泛关注[2-7]。Matsumoto等人在研究氩、甲醇的冷凝汽化过程中,考虑了‘分子交换’这一因素,分子动力学模拟发现,温度对冷凝系数没有显著影响[2-3]。王遵敬等人通过分子动力学模拟,得到氩、甲烷的冷凝系数,发现冷凝系数随着温度的升高而降低[4-5]。王遵敬与Matsumot结果的差异主要是由于Matsumoto等人考虑了‘分子交换’所致。Pan等人采用分子动力学与经典Schrage模型相结合的方法,研究了氩、水的汽化过程[6-7],...  (本文共4页) 阅读全文>>

《物理学报》2007年01期
物理学报

压力对非晶铜形成影响的分子动力学模拟

1·引言压力是影响合金凝固组织的关键因素之一.但由于过冷熔体的热稳定性较差,实验研究压力对玻璃转变的影响很困难,有关凝固组织与压力间关系研究的报道甚少[1—3].计算机模拟是研究压力对凝固过程及组织影响的有效途径.近年来材料科学工作者开始借助于分子动力学模拟方法研究压力对液-固转变的影响.Li等在对于纯Al的研究中发现,高压使熔体中二十面体非晶原子团数量增加[4,5],但也有利于bcc类晶态原子团的形成.Zhang等在研究纯Au凝固时发现,高压强烈增加非晶Au中晶态原子团的数量[6].迄今为止人们尚不明确压力对熔体在冷却过程中形成非晶的影响.本文应用分子动力学模拟方法,研究高压下纯Cu的凝固过程,探索压力对非晶形成的影响.2·模拟方法基于镶嵌原子势[7—10],模拟研究了恒温、恒压下Cu的快速凝固过程.模拟体系选用10×10×10个晶胞的立方体,采用周期性边界条件,体系包含4000个原子.假设体系的初始温度为1800K,以1×1...  (本文共3页) 阅读全文>>