金属学报  2004, Vol. 40 Issue (6): 589-

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金属高Miller指数表面能的分子动力学研究

王晓春 贾 瑜 姚乾凯 王 飞 马健新 胡 行

郑州大学物理工程学院材料物理重点实验室; 郑州 450052

Molecular Dynamics Simulation of the Surface Energies of High—Index Surfaces in Metals

WANG Xiaochun; JIA Yu; YAO Qiankai;WANG Fei; MA Jianxin; HU Xing

School of Physical Engineering and Key Laboratory of Physical Materials;Zhengzhou University; Zhengzhou 450052

王晓春; 贾瑜; 姚乾凯; 王飞; 马健新; 胡行 . 金属高Miller指数表面能的分子动力学研究[J]. 金属学报, 2004, 40(6): 589-.
, , , , , . Molecular Dynamics Simulation of the Surface Energies of High—Index Surfaces in Metals[J]. Acta Metall Sin, 2004, 40(6): 589-.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(8159 KB)   摘要: 利用嵌入原子型原子间相互作用势的分子动力学, 计算了金属Al, Cu, Ni位于两个晶带上([001]晶带和[-110]晶带)一系列高Miller指数面的表面能.推广了基于表面结构单元模型的经验公式. 计算结果表明, 利用本文推广的经验公式可根据几个低Miller指数面的表面能估计出高Miller指数面的表面能和表面结构特征. 最密排面的表面能最低; 最密排面(111)和次密排面(110), (100)的表面能分别是表面能值随晶向角度变化曲线上的极小值; 理论模拟结果、公式计算结果和已有的实验数据三者符合得较好. 关键词 ： 高Miller指数表面,  表面能,  分子动力学模拟     Abstract：Interatomic potentials of the embedded atom (EAM) type and molecular dynamics simulation are used to calculate the surface energies of the high--index surfaces containing the [001] or [-110] zone axis in Al, Cu and Ni. Two empirical formulas are developed based on structural unit model for high--index surfaces. The calculation result shows these formulas can be used to give an estimation of the energies of the high--index surfaces. The closest packed surfaces have the lowest surface energy and the surface energies of the closest surface (111) surface and the next closest surfaces (110) and (100) surfaces are the extremum on the curve of surface energy versus orientation angle. Both the theoretical simulation results and the empirical formula calculation results consist with the available experiment data. Key words： high--index surface    surface energy    molecular dynamics 收稿日期: 2003-06-05      ZTFLH:  TG111   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 王晓春 贾瑜 姚乾凯 王飞 马健新 胡行 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2004/V40/I6/589 [1] Yi S P, Liu R S. Acta Metall Sin, 2000; 36: 1030(易双萍, 刘让苏.金属学报; 2000; 36: 1030) [2] Liang H Y, Ni X G. Acta Metall Sin, 2001; 37: 833(梁海弋, 倪向贵. 金属学报, 2001; 37: 833) [3] Li J Z, Liu H. Acta Metall Sin, 2001; 37: 1013(李忠吉, 刘辉. 金属学报,2001;37: 1013) [4] Zhuang J, Liu L. Acta Phys Sin, 1997; 46: 2418(庄军, 刘磊. 物理学报, 1997; 46: 2418) [5] Daw M, Baskes M. Phys Rev B, 1984; 29: 6443 [6] Foiles S, Baskes M, Daw M. Phys Rev B, 1986; 33: 7983 [7] Barral M A, Llois A M. Phys Rev B, 2000; 62: 12668 [8] Nakanishi S, Umezawa K. Phys Rev B, 2000; 62: 13136 [9] Kumikov V K, Khokonov Kh B. J Appl Phys, 1983; 54:1346 [10] Zhuang J, Liu L. Phy Rev B, 1999; 59: 13278 [11] Udler D, Seidman D N. Phys Rev B, 1996; 54: 11133 [12] Vitos L, Ruban A V, Skriver H L. Philos Mag B, 1998;78: 487 [13] Katagiri M, Nozue Y. Mater Sci Eng A, 1996; 217/218:112 [14] Alden M, Mirbt S. Phys Rev B, 1992; 46: 6303 [15] Rokuta E, Hasegasa Y. Surf Sci, 1999; 427-428: 97 [16] Daniel J Gaspar, Aubrey T. J Chem Phys, 1998; 109: 6947 [17] Tian Y, Lin K W, Jona F. Phys Rev B, 2000; 62: 12844 [18] Reinecke N, Reiter S, Vetter S. Appl Phys A, 2002; 75: 1 [19] Roth M, Pickel M, Wang J. Appl Phys B, 2002; 74: 661 [20] Wolf D. Surf Sci, 1990; 226: 389 [21] Mutasa B, Farkas D. Surf Sci, 1998; 415: 312 [22] Voter A, Chen S. Mater Res Soc Symp Proc, 1987; Vol.82: 175 [23] Farkas D, Mutasa B, Vailhe C. Model Simul Mater Sci Eng, 1995; 3: 201 [24] Vitos L, Ruban A V, Skriver H L, Kollar J. Surf Sci, 1998;411: 186 [25] Todd J R, Andrew E D. Phys Rev B, 1989; 39: 9967 [26] Sinnoott S B, Stave M S, Raeker T J. Phys Rev B, 1991;44: 8927 [27] Kallinteris G C, Papanicolaou N I, Evangelakis G A. Phys Rev B, 1997; 55: 2150 [28] Mishin Y, Farkas D. Phys Rev B, 1999; 59: 3393 [29] Rodriguez A M, Bozzolo G, Ferrante J. Surf Sci, 1993;289: 100 [30] Chen S P, Voter A F. Surf Sci Lett, 1991; 244: L107 [1] 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. [2] 梁晋洁, 高宁, 李玉红. 体心立方Fe中微裂纹与间隙型位错环相互作用的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2020, 56(9): 1286-1294. [3] 周霞,刘霄霞. 石墨烯纳米片增强镁基复合材料力学性能及增强机制[J]. 金属学报, 2020, 56(2): 240-248. [4] 张海峰, 闫海乐, 贾楠, 金剑锋, 赵骧. Cu/Ti纳米层状复合体塑性变形机制的分子动力学模拟研究[J]. 金属学报, 2018, 54(9): 1333-1342. [5] 梁力, 马明旺, 谈效华, 向伟, 王远, 程焰林. 含缺陷金属Ti力学性能的模拟研究[J]. 金属学报, 2015, 51(1): 107-113. [6] 莫云飞 刘让苏 梁永超 郑乃超 周丽丽 田泽安 彭平. ZnxAl100-x合金快凝过程中微结构演变特性的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2012, 48(8): 907-914. [7] 坚增运,李娜,常芳娥,方雯,赵志伟,董广志,介万奇. Cu熔体中原子团簇在凝固过程中的演变规律分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2012, 48(6): 703-708. [8] 刘小明 由小川 柳占立 聂君锋 庄 茁. 纳米Ni薄膜在摩擦过程中塑性行为的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2009, 45(2): 137-142. [9] 程东 严志军 严立. Cu/Ni多层膜强化机理的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2008, 44(12): 1461-1464. [10] 赵毅; 赵九洲; 胡壮麒 . 过冷Ni3Al熔体形核的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2008, 44(10): 1157-1160 . [11] 张怀征; 刘利民; 王绍青 . IVB和VB过渡族金属碳化物及其表面的结构和电子态的第一原理研究[J]. 金属学报, 2006, 42(5): 554-560 . [12] 程东; 严志军; 严立 . 单晶Cu表面黏-滑效应的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2006, 42(11): 1149-1152 . [13] 张弢; 张晓茹; 管立; 齐元华; 徐昌业 . 金属Cu熔化及晶化行为的计算机模拟[J]. 金属学报, 2004, 40(3): 251-256 . [14] 李启楷; 张跃; 褚武扬 . 纳米压痕形变过程的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2004, 40(12): 1238-1242 . [15] 李明; 褚武扬; 高克玮; 乔利杰 . 铝单晶中位错交割过程的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2003, 39(10): 1099-1104 . Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed