金属学报  2005, Vol. 41 Issue (6): 568-572

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金属Cu体熔化与表面熔化行为的分子动力学模拟与分析

王海龙; 王秀喜; 梁海弋

中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室; 合肥 230026

Molecular Dynamics Simulation and Analysis of Bulk and Surface Melting Processes for Metal Cu

WANG Hailong; WANG Xiuxi; LIANG Haiyi

CAS Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Materials; University of Science and Technology of China; Hefei 230026

王海龙; 王秀喜; 梁海弋 . 金属Cu体熔化与表面熔化行为的分子动力学模拟与分析[J]. 金属学报, 2005, 41(6): 568-572 .
, , . Molecular Dynamics Simulation and Analysis of Bulk and Surface Melting Processes for Metal Cu[J]. Acta Metall Sin, 2005, 41(6): 568-572 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(191 KB)   摘要: 采用Mishin嵌入原子势, 通过分子动力学方法模拟了金属Cu原子体系的体熔化 和表面熔化行为, 分析了体熔化过程中系统结构组态和能量变化以及表面熔 化过程中固-液界面迁移情况. 模拟结果表明: 在体熔化过程中, 结构组态与能 量在1585 K处发生突变; 在表面熔化过程中, 固-液界面在1380 K保持静止. 两 种熔化过程的不同发生机制是导致体熔点1585 K高于热力学熔点1380 K的原因. 在实际熔化中, 表面熔化处于支配地位, 实验测量的是热力学熔点. 得到的热力 学熔点与实验结果吻合良好, 验证了本文所采用方法是正确和有效的, 同时也 说明了Mishin嵌入原子势适合处理复杂无序体系. 关键词 ： Cu,  分子动力学,  体熔点     Abstract：Molecular dynamics simulations of the bulk and surface melting processes were performed for metal Cu. The variations of the structure and energy in the system during bulk melting process were analyzed. The movement of the solid/liquid interface position during surface melting process was observed. The interaction between atoms in the system adopts the embedded atom potential proposed by Mishin. The simulation results show that the structure and energy in the system vary discontinuously at 1585 K in bulk melting process and the solid/liquid interface remains unchanged at 1380 K in the surface melting process. The different mechanisms of the two melting processes induce lower thermodynamic melting point (1380 K) than the bulk melting point (1585 K). Surface melting is significant in real melting process, so the experimental datum measured is the thermodynamic melting point. The simulated melting point coincides well with the experimental one, thus it can be concluded that the present melting point simulation method is correct and effective, and the Mishin's embedded atom potential is suitable for dealing with complicated and disordered systems. Key words： Cu    molecular dynamics    bulk melting point 收稿日期: 2004-08-27      ZTFLH:  TG146.1   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 王海龙 王秀喜 梁海弋 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2005/V41/I6/568 [1]Daw M S,Baskes M I.Phys Rev Lett,1983;50:1285 [2]Daw M S,Baskes M I.Phys Rev,1984;29B:6443 [3]Ackland G J,Tichy G,Vitek V,Finnis M W.Philos Mag,1987;56A:735 [4]Finnis M W,Sinclair J E.Philos Mag,1984;50A:45 [5]Holender J M.Phys Rev,1990;41B:8054 [6]Zhang T,Zhang X R,Guan L,Qi Y H,Xu C Y.Acta Metall Sin,2004;40:251 (张弢,张晓茹,管立,齐元华,徐昌业．金属学报,2004;40:251) [7]Wang L,Bian X F,Li H.Chin J Chem Phys,2000;13:544 (王丽,边秀房,李辉．化学物理学报,2000;13:544) [8]Lutsko J F,Wolf D,Phillpot S R,Yip S.Phys Rev,1989;40B:2841 [9]Foiles S M,Adams J B.Phys Rev,1989;40B:5909 [10]Kojima R,Susa M.High Temp High Pressures,2002;34:639 [11]Born M.J Chem Phys,1939;7:591 [12]Mishin Y,Mehl M J,Papaconstantopoulos D A,Voter A F,Kress J D.Phys Rev,2001;63B:224106 [13]Waseda Y.The Structure of Non-Crystalline Materials. New York:McGraw-Hill,1980:292 [14]Rapaport D C.The Art of Molecular Dynamics Simulation.Cambridge:Cambridge University Press,1995:90 [15]Paterlini M G,Ferguson D M.J Chem Phys,1998;236:243 [16]Andersen H C.J Chem Phys,1980;72:2384 [17]Wolf D,Okamoto P R,Yip S,Lutsko J F,Kluge M.J Mater Res,1990;5:286 [18]Broughton J Q,Gilmer G H,Jackson K A.Phys Rev Lett,1982;49:1496 [1] 王宗谱, 王卫国, Rohrer Gregory S, 陈松, 洪丽华, 林燕, 冯小铮, 任帅, 周邦新. 不同温度轧制Al-Zn-Mg-Cu合金再结晶后的{111}/{111}近奇异晶界[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 947-960. [2] 吴东江, 刘德华, 张子傲, 张逸伦, 牛方勇, 马广义. 电弧增材制造2024铝合金的微观组织与力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 767-776. [3] 刘满平, 薛周磊, 彭振, 陈昱林, 丁立鹏, 贾志宏. 后时效对超细晶6061铝合金微观结构与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 657-667. [4] 王寒玉, 李彩, 赵璨, 曾涛, 王祖敏, 黄远. 基于纳米活性结构的不互溶W-Cu体系直接合金化及其热力学机制[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 679-692. [5] 万涛, 程钊, 卢磊. 组元占比对层状纳米孪晶Cu力学行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 567-576. [6] 许林杰, 刘徽, 任玲, 杨柯. Cu对Ni-Ti合金抗支架内再狭窄与耐蚀性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 577-584. [7] 巩向鹏, 伍翠兰, 罗世芳, 沈若涵, 鄢俊. 自然时效对Al-2.95Cu-1.55Li-0.57Mg-0.18Zr合金160℃人工时效的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1428-1438. [8] 冯迪, 朱田, 臧千昊, 李胤樹, 范曦, 张豪. 喷射成形过共晶AlSiCuMg合金的固溶行为[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1129-1140. [9] 韩冬, 张炎杰, 李小武. 短程有序对高层错能Cu-Mn合金拉-拉疲劳变形行为及损伤机制的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1208-1220. [10] 刘续希, 柳文波, 李博岩, 贺新福, 杨朝曦, 恽迪. 辐照条件下Fe-Cu合金中富Cu析出相的临界形核尺寸和最小能量路径的弦方法计算[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 943-955. [11] 吴彩虹, 冯迪, 臧千昊, 范诗春, 张豪, 李胤樹. 喷射成形AlSiCuMg合金的热变形组织演变及再结晶行为[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 932-942. [12] 朱小绘, 刘向兵, 王润中, 李远飞, 刘文庆. 290℃氩离子辐照对Fe-Cu合金微观组织的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 905-910. [13] 袁波, 郭明星, 韩少杰, 张济山, 庄林忠. 添加3%Zn对Al-Mg-Si-Cu合金非等温时效析出行为的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(3): 345-354. [14] 唐帅, 蓝慧芳, 段磊, 金剑锋, 李建平, 刘振宇, 王国栋. 铁素体区等温过程中Ti-Mo-Cu微合金钢中的共析出行为[J]. 金属学报, 2022, 58(3): 355-364. [15] 董昕远, 雒晓涛, 李成新, 李长久. B清除大气等离子喷涂CuNi熔滴氧化物效应[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 206-214. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed