由于合金的結(jié)構(gòu)決定其物理性質(zhì),因此鐵基合金的液態(tài)和非晶態(tài)結(jié)構(gòu)是研究鐵基非晶合金的基礎(chǔ)。本文利用第一性原理分子動(dòng)力學(xué)方法,研究了在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的Fe-Si和Fe-Al系二元合金的液態(tài)結(jié)構(gòu)隨合金成分變化的演變規(guī)律以及結(jié)構(gòu)與性能的相關(guān)性,并對(duì)非晶純Fe和Fe78Si9B13合金的Fe原子磁矩與局域結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行研究。采用第一性原理分子動(dòng)力學(xué)方法,研究了液態(tài)Fe-Si二元合金在等過熱度條件下的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變區(qū)域。結(jié)果表明,30 at.%Si和67 at.%Si（FeSi2）兩個(gè)點(diǎn)為液態(tài)Fe-Si合金的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)。在0～30 at.%Si區(qū)間內(nèi),液態(tài)Fe-Si合金的局域結(jié)構(gòu)是密堆結(jié)構(gòu);在67～100 at.%Si區(qū)間內(nèi),液態(tài)Fe-Si合金局域結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為較開放的結(jié)構(gòu);30～67 at.%Si區(qū)間是結(jié)構(gòu)過渡區(qū),隨著Si含量的增加,密堆結(jié)構(gòu)向開放結(jié)構(gòu)過渡。計(jì)算得到的形成焓曲線在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成分處存在拐點(diǎn),從能量的角度說明了結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變區(qū)域劃分的合理性。另外,FeSi2合金是一種十分重要的熱電材料,該成分點(diǎn)在1823 KK下的預(yù)測(cè)混合洽與1585 KK溫度下的焓值差別較大,我們推測(cè)此處有可能存在液-液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：181 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２?１ｋＨｚ時(shí)多種軟磁材料的磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度分布圖［４６］

第一章緒論??預(yù)測(cè)了地心條件下固態(tài)鐵的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，并用同樣的方法探索液態(tài)鐵在高壓下的??結(jié)構(gòu)，研宄表明液態(tài)鐵屬于密堆結(jié)構(gòu)，其配位數(shù)超過１２。如圖１．３所示，當(dāng)壓力??和溫度分別達(dá)到２０?ＧＰａ和２０００Ｋ時(shí)的相圖已經(jīng)得到全世界科研人員的認(rèn)可，但??是ＡｎｄｅｒＳ〇ｎ［９２］強(qiáng)調(diào)在高溫高壓下物質(zhì)的結(jié)構(gòu)仍然不能夠確定，需要科研人員的??進(jìn)一步探索。在２０００年，Ａｌｆｅ［９３］等人利用第一性原理分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)地心條??件下純鐵的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了更加細(xì)致的研宄，并對(duì)該方法所產(chǎn)生的誤差??進(jìn)行了詳細(xì)的分析，這就為利用第一性原理分子動(dòng)力學(xué)（ＡＩＭＤ）研宂液態(tài)和非??晶態(tài)鐵基合金的結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。Ｓｈｅｎ［９４］等人報(bào)道了在０？５８?ＧＰａ下液態(tài)鐵的??結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，研究表明液態(tài)鐵在高壓下是一種密堆的硬球結(jié)構(gòu)與ＶｏＣａｄｌｏ的研究結(jié)??果一致，并且這種結(jié)構(gòu)對(duì)鐵原子的動(dòng)力學(xué)行為有極大的限制。??４０００－??一?１－Ｗ??Ｗ?３０００－?＾??１??２?＾＾ＢｏｅｂＪｅｒ??ＣＪ?２０００＾?／?／?ｄｈｃｐ？??ｉｃｃ??ｂｃｃ＇??１００?２００?３００??Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?（ＧＰａ）??圖１．３純鐵的高壓簡(jiǎn)要相圖

前提下建立密堆的３Ｄ立體結(jié)構(gòu)，這就明顯要求在無規(guī)密堆模型中各原子之間的??空隙大小不足以再容納一個(gè)原子。據(jù)此，Ｂｅｍａｌ提出了五種具有等邊長(zhǎng)的多面體??結(jié)構(gòu)如圖１．５所示［１６］。其中，四面體為面心立方晶體結(jié)構(gòu)中的基本原子構(gòu)型，??而八面體對(duì)應(yīng)密排六方晶體中的原子構(gòu)型。??１５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Model on medium range order in liquid Al-Fe alloys[J]. 秦敬玉,秦緒波,王偉民,邊秀房.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2004(06)
[2]Fe-Si合金系熔體結(jié)構(gòu)的X射線衍射研究[J]. 秦敬玉,谷廷坤,田學(xué)雷,邊秀房.  金屬學(xué)報(bào). 2004(07)
[3]Fe74Al4Sn2（PSiBC）20塊體非晶合金的制備與晶化研究[J]. 陳非非,周少雄.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2004(03)

博士論文
[1]液態(tài)Mg-Zn合金凝固過程中微觀結(jié)構(gòu)演變的模擬研究[D]. 梁永超.湖南大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3551820