Ni-15Mo合金熔体热物理性质的Monte Carlo模拟

摘要

采用EAM势对6×6×6的Ni-15%Mo合金熔体进行Monte Carlo模拟,通过对不同温度下获得的NVT系统的平衡态统计分析得出Ni-15%Mo合金熔体在过冷态和过热态时的热物理性质.通过构造系统生成新表面,表面张力做功使系统能量发生改变,从而得到液态表面张力的模拟结果.Ni-15%Mo合金熔体的表面张力在1500-2000 K的温度范围内,随温度的变化规律为σ=1.918-1.130×10-3(T-Tm) N/m.根据表面张力模拟结果,进一步推导出黏度在1500-2000 K温度范围内的变化规律为η=0.895exp(2.209×104/RT)mPas,即Ni-15%Mo合金熔体的黏度常数为0.895 mPas,表观活化能为2.209×104 J/mol.将黏度的值代入Stokes-Einstein公式,从而得出溶质Mo在Ni-15%Mo合金熔体中的扩散系数随温度的变化关系为D=9.803×10-8exp(-3.643×104/RT) m/s2,即Mo在Ni-15%Mo合金熔体中的扩散激活能为3.643×104 J/mol.对不同温度下Monte Carlo模拟获得的系统能量进行二次函数拟合,通过拟合函数得到的比热模拟结果表明,Ni-15%Mo合金熔体的比热对温度的依赖关系为Cp=37.313-1.425×10-2(T-Tm) Jmol-1K-1.