熔体初始温度对液态金属Na凝固过程中微观结构影响的模拟研究

摘要

采用分子动力学方法对熔体初始温度热历史条件对液态金属Na凝固过程中微观结构的影响,进行了模拟研究,并采用双体分布函数g(r)曲线、键型指数法和原子团类型指数法对凝固过程中的微观结构进行了分析.结果表明:液态金属Na在不同熔体初始温度条件下以1×1011 K/s冷速凝固时,均形成晶化结构,其中1661和1441键型或体心立方基本原子团(14 6 0 8)在凝固过程中对微观结构的转变起决定性作用.同时发现:熔体初始温度对凝固微结构有显著影响,而对液态和过冷态的微观结构影响并不明显,只有在晶化起始温度Tc附近才充分地展现出来.不同熔体初始温度对凝固结构的晶化程度有不同的影响,虽其影响程度是随着熔体初始温度的下降呈非线性变化关系的,但仍表明是可以通过改变熔体初始温度来加以控制的.原子团类型指数法(比键型指数法)更进一步表征了晶化体系中原子团的结构特征,将有利于对液态金属凝固过程中微观结构的转变机理进行更为深入的研究.