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NiAl热诱发马氏体相变的分子动力学模拟

沙宪伟 , 张修睦 , 陈魁英 , 李依依

金属学报

运用NiAl合金的镶嵌原子势,进行了B2结构NiAl中热诱发马氏体相变的分子动力学模拟,从而研究马氏体形核和长大的微观机理.首先进行了0K等体积条件下NiAl的相稳定性分析,发现0K时点阵参数c与a之比约为1.31的bct结构是稳定结构,B2结构只是一种亚稳结构.在热诱发马氏体相变的模拟过程中,由于NiAl中Ni原子和Al原子的振动性质存在着差异,造成了马氏体的不均匀形核.对另两种不同初始构型的系统进行的模拟进一步证实了不均匀形核的存在,并通过计算B2结构NiAl中Ni原子和Al原子的热运动均方位移解释了其原因.模拟中,B2结构奥氏体经热诱发马氏体相变转变为fctL1_0结构的马氏体.马氏体在长大过程中内部形成了若干转变孪晶.

关键词: 马氏体相变 , molecular dynamics simulation , embedded atom method , NiAl

金属的液态结构及快速凝固模拟

王鲁红 , 刘浩哲 , 胡壮麒

金属学报

本文应用Finnis-Sinclair形式多体势对8种hcp型金属的液态结构进行了分子动力学模拟,分析了该F—S多体势对这几种hcp型金属液态结构的描述情况;并对金属Co进行了两个快速凝固分子动力学模拟,利用对分析技术说明了冷却速率对Co微观结构的影响.

关键词: F—S形式多体势 , molecular dynamics simulation , hop-type metal , cobalt

NiAl合金相变伪弹性的分子动力学模拟

李斌 , 张修睦 , 沙宪伟 , 李依依

金属学报

利用NiAl合金的嵌入原子势,进行了B2结构NiAl单晶中相变伪弹性的分子动力学模拟模拟过程中系统的径向分布函数和键连线原子分布图的变化表明,在外加拉应力的作用下,B2结构的奥氏体向L10结构的马氏体转变,马氏体在长大过程中发生了变体间的转化与合并,不同取向的变体之间由于自协调效应形成共格的孪晶界面.当外加拉应力释放以后,首先沿着变体间的孪晶界面,马氏体逐渐收缩随着马氏体-奥氏体界面的不断迁移,系统又逆转变成为初始B2结构的奥氏体

关键词: 相变伪弹性 , molecular dynamics simulation , EAM potential , NiAl alloy

分子动力学模拟研究单个刃型位错对NiAl马氏体相变的影响

沙宪伟 , 张修睦 , 李斌 , 李依依

金属学报

利用嵌入原子类型的势函数,通过分子动力学模拟方法研究了单个刃型位错对NiAl热诱发和应力诱发马氏体相变的影响,不受外力时,单个刃型位错的应变区不能诱发马氏体形核;位错在马氏体的长大过程中被继承,并可在相变的驱动下逐渐运动拉应力作用下,3R结构的应力诱发马氏体首先在位错芯附近形核,长大过程中先形成蝶状马氏体,随后位错多余半原子面的中部也发生了马氏体形核.刃型位错降低了应力诱发马氏体形核的激活能,并在相变中起到了塑性协调作用.

关键词: 马氏体相变 , edge dislocation , molecular dynamics simulation , embedded atom type potential , NiAl

H2S在水溶液中溶解度的分子动力学研究

李茂祥 , 刘朝 , 雷广平 , 宋粉红

工程热物理学报

本文采用分子动力学方法模拟了温度363.15 K和413.15 K,压力3 MPa和6 MPa条件下,硫化氢在不同浓度无机盐溶液中的溶解度并对Hofmeister效应中反常现象进行了讨论.研究表明,相同温度和离子浓度下,压力越高硫化氢的溶解度越大;相同压力和离子浓度下,温度越高硫化氢的溶解度越小;相同温度和压力下,离子浓度越高,硫化氢的溶解度越小,与相关实验结果一致.溶解度模拟数据和geochem平台提供的数据相比,最小误差为5.5%,最大误差为17.7%,平均误差为13.1%.同时,还发现Hofmeister效应中的反常现象是由阳离子的尺寸效应引起的.

关键词: 硫化氢 , 离子 , 溶解度 , 分子动力学

非晶态聚合物摩擦行为的分子动力学模拟

段芳莉 , 刘静

高分子材料科学与工程

为了探究锥形光滑探头在非晶态聚合物表面上滑动时聚合物所表现的摩擦行为,在不同温度、不同粘着强度下,采用珠簧模型,应用分子动力学方法模拟了此滑动过程.通过分析此滑动过程中的聚合物链结构(键取向和链构象),阐释了聚合物薄膜与探头间交接区的结构动力学特征.当聚合物处于玻璃态,且探头与基体之间的作用是粘着作用时,其交接区中的高分子链的键取向沿滑动方向取向.且表征链构象的回转半径值也在滑动方向上增大到滑动前的10倍左右,即链构象发生了显著的改变.

关键词: 非晶态聚合物 , 分子动力学模拟 , 摩擦行为 , 粘着作用

单晶Ge纳米薄膜面向热导率的分子动力学模拟

张兴丽 , 吴国强

稀有金属

利用非平衡分子动力学模拟方法研究了单晶Ge薄膜的厚度以及温度对其面向热导率的影响规律.针对单晶Ge薄膜的结构特点和导热机制,采用Stillinger-Weber势能模型描述Ge粒子间的相互作用,并且建立面向稳态热传导模型.模拟结果显示,单晶Ge薄膜面向热导率具有明显尺寸效应,随薄膜厚度的增加而增大,随温度的升高而减小.与法向热导率的模拟结果进行比较,证明单晶Ge薄膜热导率具有各向异性的特点.

关键词: 面向热导率 , 单晶Ge薄膜 , 分子动力学

原子间作用力对超临界CO2-水界面张力影响的研究

赵伶玲 , 陶璐 , 盛洁 , 王镜凡

工程热物理学报

咸水含水层是二氧化碳(CO2)封存的主要地址储体,具有巨大的埋存潜力.当CO2封存于咸水含水层时,CO2的注入能耗及注入率在很大程度上取决于CO2与地下含盐水之间的界面特性.本文应用分子动力学仿真的方法,分析了超临界CO2和纯水界面系统中的分子间(内)作用力、分子的结构和virial等对界面张力(IFT)的影响.结果表明,分子间范德华力减小IFT,静电力、分子内的键拉伸和角力均增加IFT;水和水分子间的相互作用占主导地位,CO2和CO2以及水和CO2间的作用影响较小;水和CO2分子在界面处均成规则的有序排布,且CO2分子平行于界面分布.

关键词: CO2封存 , 界面张力 , 分子动力学仿真

含缺陷金属Ti力学性能的模拟研究

梁力 , 马明旺 , 谈效华 , 向伟 , 王远 , 程焰林

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2014.00336

利用分子动力学模拟方法分别研究了空位、自间隙杂质原子、杂质He原子等缺陷对金属Ti样品的力学性能的影响.对完整晶格的金属Ti在不同拉伸应变速率下的应力-应变曲线进行计算,发现拉伸过程可分为弹性形变、塑性形变及断裂3个阶段.分别研究了含有不同浓度的空位、自间隙杂质原子、杂质He原子缺陷的金属Ti样品在2×109s-1拉伸应变速率下的应力-应变曲线,并对不同情况下的Young's模量进行了统计.还分别对含有自间隙杂质原子和杂质He原子的金属Ti的拉伸断裂过程进行了观察与分析.

关键词: 缺陷 , 力学性能 , 分子动力学模拟

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