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液态金属Al凝固过程中纳米级团簇的形成特性与表征研究

刘让苏;刘海蓉;周丽丽;田泽安;梁永超

  采用分子动力学方法对含有100万个Al原子的液态金属大系统的凝固过程进行了模拟跟踪研究,特别对其中纳米级大团簇结构的形成与演变,采用Honeycutt-Andersen(HA)键型指数法和原子团类型指数法(CTIM-2)进行了深入的基本原子团分析与表征。结果表明,对液态金属A1的凝固微结构的变化起关键作用的是与1551键型密切相关的二十面体基本原子团(120 12000);纳米级大团簇结构主要是由二十面体基本原子团与其它基本原子团(13110200),(1428400)等结合而成。组成纳米级大团簇结构各基本原子团的中心原子是彼此相互成多键或单键连接的,团簇结构内呈多键结合的中心原子的数目越多,团簇将越稳定。系统中一直存在着极小量的与晶态结构相关的六角密集(hcp)基本原子团(1200066)与截角十面体(tDh)基本原子团(12020010)。……