Cu-Zr金屬玻璃團(tuán)簇電化學(xué)勢的分子動力學(xué)研究.pdf

1、作為一種新型的金屬材料，金屬玻璃具有特殊的原子排列結(jié)構(gòu)，從而擁有許多優(yōu)異的性能，如高強度、高硬度、極佳的耐腐蝕性，以及優(yōu)良的軟磁性能，因此具有巨大的工業(yè)應(yīng)用價值和科研價值。盡管已經(jīng)開展了一系列針對金屬玻璃結(jié)構(gòu)規(guī)律的研究，但由于結(jié)構(gòu)上的無序性，對其結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)機制仍沒有充分的理解，對于結(jié)構(gòu)規(guī)律與力學(xué)性能之間的聯(lián)系更是知之甚少，嚴(yán)重制約了對金屬玻璃的進(jìn)一步研究。
　　針對上述存在的問題，本文對金屬玻璃的結(jié)構(gòu)特征和力學(xué)性能進(jìn)行了理論方面

2、的研究。通過分子動力學(xué)計算，對三種Cu-Zr二元金屬玻璃(Cu46Zr54,Cu50Zr50,Cu64Zr36 MGs)結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析。計算結(jié)果表明：金屬玻璃中的原子排列在原子半徑、配位數(shù)以及配位原子的組成之間存在著某種協(xié)調(diào)配合關(guān)系。并且，根據(jù)Voronoi多面體方法所確定的原子團(tuán)簇是接近球形的。因此，原子團(tuán)簇的半徑可以作為計算團(tuán)簇電化學(xué)勢的有效參數(shù)。
　　通過計算金屬玻璃的原子以及不同尺寸的團(tuán)簇的電化學(xué)勢，發(fā)現(xiàn)單個原子的電化

3、學(xué)勢的值差別很大，而原子團(tuán)簇的電化學(xué)勢分布則較為集中。從單個原子到原子團(tuán)簇，其電化學(xué)勢分布的巨大變化表明金屬玻璃中的電化學(xué)勢均衡狀態(tài)是在原子團(tuán)簇層面達(dá)到的。進(jìn)一步研究了經(jīng)過不同溫度退火的隨機結(jié)構(gòu)的團(tuán)簇電化學(xué)勢分布，結(jié)果表明：金屬玻璃中團(tuán)簇的電化學(xué)勢趨向最大均勻化分布，而團(tuán)簇電化學(xué)勢的這種分布趨勢支配著金屬玻璃中的原子排列。
　　通過對發(fā)生應(yīng)變的金屬玻璃其原子配位數(shù)以及團(tuán)簇電化學(xué)勢的分析發(fā)現(xiàn)：當(dāng)應(yīng)變量大于0.5％時發(fā)生塑性變形，并形