本文關(guān)鍵詞：Cu-Zr-Ag系合金非晶形成及結(jié)構(gòu)研究　出處：《山東大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：Cu-Zr二元非晶態(tài)合金由于其低廉的價(jià)格和優(yōu)異的機(jī)械性能等,在非晶合金領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。向其中添加Ag元素,可提高合金的非晶形成能力。我們?cè)谇叭斯ぷ鞯幕A(chǔ)上,本文以Cu-Zr-Ag合金系為研究對(duì)象,基于EAM作用勢(shì),采用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法,研究了成分變化對(duì)兩種體系非晶形成能力的影響,并對(duì)非晶的結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討,得到如下結(jié)果：在Cu_(100-x)Zr_x (x=8-83)體系中,近共晶成分非晶合金的非晶形成能力高于遠(yuǎn)離共晶成分的非晶合金。在近共晶成分中,Cu-Zr原子間具有更強(qiáng)的相互作用,形成了大量以Cu元素為中心的二十面體團(tuán)簇,該團(tuán)簇通過交錯(cuò)連接形成了短程序和中程序團(tuán)簇結(jié)構(gòu),限制了原子的遷移,從而提高了非晶形成能力。在(CuZr)_(100-x)Ag_x (x=0、10、20、30)合金系中,隨Ag含量增加,非晶形成能力先升高后下降,并在Cu_40Zr_40Ag_20合金成分處達(dá)到最大值。對(duì)比分析CU_50Zr_50與Ct_40Zr_40Ag_20兩種合金的結(jié)構(gòu)參數(shù),后者的三種偏偶分布函數(shù)的主峰峰值均較高,化學(xué)短程序參數(shù)αCuzr和αZrCu值均為負(fù)值且值較小,異類原子間的相互作用更加強(qiáng)烈,總配位數(shù)CNtotal更接近形成二十面體結(jié)構(gòu)的理論值(12),序參數(shù)W6更加接近二十面體序參數(shù)的理論值(0.169754)。這些結(jié)構(gòu)參數(shù)上的優(yōu)勢(shì)促使Cu_40Zr_40Ag_20非晶合金含有具有更多數(shù)量的二十面體,大量的二十面體通過點(diǎn)連接、線連接、面連接及體連接等方式相互交織,形成更為緊湊的短程序二十面體團(tuán)簇結(jié)構(gòu)與中程序二十面體團(tuán)簇結(jié)構(gòu),妨礙了原子的移動(dòng)與重排,阻礙了晶體結(jié)構(gòu)的形成,促進(jìn)了非晶結(jié)構(gòu)的形成。在所有偏結(jié)構(gòu)因子中,ScuZr(Q)具有最高主峰峰值,Cu元素和Zr元素具有負(fù)混合焓值(-23kJ/mol); SZrAg(Q)顯現(xiàn)次高峰值,兩元素之間也為負(fù)混合焓(-20kJ/mol)且混合焓的絕對(duì)值較小,這些均體現(xiàn)了異類原子間強(qiáng)烈的相互作用。SCuZr(Q)、SZrAg(Q)、SAgAg(Q)在主峰前的低谷是原子形成最近鄰的標(biāo)志。而ScuCu(Q),SCuAg(Q)和SZrZr(Q)在主峰前的小預(yù)峰說明原子間無法形成最近鄰。在Cu_xZr_(80-x)Ag_20(x=10、15、20、25、30)合金系中,Cu_40Zr_40Ag_20合金表現(xiàn)出最好的非晶形成能力。對(duì)比分析Cu30Zr50Ag20與Cu_40Zr_40Ag_20兩種合金的結(jié)構(gòu)參數(shù),后者在最近鄰原子間距、化學(xué)短程序參數(shù)αCuzr、總配位數(shù)、二十面體數(shù)、二十面體短程序團(tuán)簇和中程序團(tuán)簇的致密度等方面均顯示了非晶結(jié)構(gòu)形成的優(yōu)勢(shì)。此外,在六種偏偶分布函數(shù)中,gAgAg(r)具有最高的第一峰,化學(xué)短程序參數(shù)αAgAg為負(fù)值,結(jié)構(gòu)因子SAgAg(Q)的主峰前的低Q處出現(xiàn)明顯的低谷,在Cu4oZ合金結(jié)構(gòu)中,確實(shí)存在大量的Ag原子通過相互交織連接的方式聚在一起,中間避開了Cu原子和Zr原子。這是由于Cu-Ag之間存在正混合焓,使得Ag原子和Cu原子無法形成最近的鄰關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG139.8

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本文編號(hào)：1320020