分子动力学模拟冷却速率对非晶合金结构与变形行为的影响

摘要

cqvip:非晶合金因具有独特的无序结构、优异或独特的各种性能以及良好的应用前景,而受到专家学者的广泛关注.其中,制备过程中的冷却速率对非晶的结构与性能起着非常重要的调控作用.本文采用分子动力学的模拟方法,分别以4种冷却速率获得相同尺寸的Zr48Cu45Al7三元非晶合金的制备态原子结构模型,并模拟了各制备态模型的压缩变形过程.在此基础上系统地研究冷却速率对非晶微观结构及其变形行为的影响.研究表明:在施加大冷却速率时,非晶合金保留更多高温液态的结构特征,如五次对称性低的团簇数量较多,原子堆积较为松散,自由体积含量更多,并存在更多的"类液区".上述大冷却速率所对应的结构特征导致了非晶发生变形时,屈服强度降低,表现出软化行为,同时降低了剪切带形成与发生局域化变形的概率,从而提高了非晶的塑性.