液态Al80Fe20在快速冷却中的MD模拟

摘要

通过Tight-binding(TB)势的分子动力学模拟分析了Al80Fe20合金熔体的中程有序结构以及快速凝固过程中体系微观结构的演变规律,发现在倒空间,其结构因子的小角部分都出现了一个预峰.在平衡态(1450K),模拟结果得到了X射线衍射实验的进一步印证,这被认为是体系中存在中程有序的标志.随着温度的降低,预峰的高度逐渐增大,说明体系中原子团簇尺寸越来越大.通过运用键对分析技术和键取向序参数,发现体系中存在着大量的二十面体短程有序单元.在对平衡态化学短程序参数α的计算过程中,得到了负值的α,证实了熔体中存在着较强的化学序.在FZ偏结构因子中,SAl-Fe(Q)在400K的第二峰较之SAl-Al(Q)和SFe-Fe(Q)发生了更为明显的劈裂,表明在非晶形成能力方面,Al、Fe元素之间的轨道杂化作用比Al元素或Fe元素单独作用要强.从BT偏结构因子中我们也发现,表征化学序的SCC(Q)在17.5nm-1左右处出现了第一峰,而这个峰位恰是总结构因子中出现预峰的峰位.因此可推断,正是体系中的化学序导致了中程有序结构的产生.