發(fā)布時間：2017-09-23 18:10

  本文關(guān)鍵詞：TiAl合金快速凝固中的微觀結(jié)構(gòu)模擬

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【摘要】：本文采用分子動力學(xué)模擬快速凝固過程中Ti-Al合金微觀結(jié)構(gòu)的演化,并從結(jié)構(gòu)角度描述了Ti-Al合金玻璃形成的過程。首先,研究了快速凝固中冷速對非晶態(tài)Ti-Al合金短、中程有序結(jié)構(gòu)的影響。當(dāng)冷速為1011 K/s時,系統(tǒng)中二十面體短、中程有序結(jié)構(gòu)生長更為完整。此外,從結(jié)構(gòu)中程有序的角度分析了不同團簇的連接方式和二十面體團簇的網(wǎng)絡(luò)連通性。通過研究二十面體團簇中心原子相連的特殊構(gòu)型在凝固過程中的演化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)非晶態(tài)Ti-Al合金中二十面體中程有序結(jié)構(gòu)。同時,定義了可以更加準(zhǔn)確、敏感地區(qū)分出在快速凝固中二十面體中程有序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連通性在不同階段變化的表征方法。在玻璃轉(zhuǎn)化溫度附近等溫弛豫TiAl3合金,明顯地提升了系統(tǒng)中FK多面體團簇的數(shù)目和FK多面體團簇與二十面體團簇及其自身的連接率,特別是Z16 FK多面體團簇。接著,在結(jié)構(gòu)中程有序的基礎(chǔ)上研究了Ti-Al合金快速凝固中納米級團簇的生長規(guī)律。發(fā)現(xiàn)基于“六邊形”二十面體納米級團簇的外延二十面體團簇可以持續(xù)、穩(wěn)定地生長,且“六邊形”二十面體納米級團簇在凝固過程中有較強的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在玻璃轉(zhuǎn)化溫度附近等溫弛豫時,雖然FK多面體團簇在等溫弛豫的后50 ns的增長較緩慢,但后50 ns對Z16 FK多面體團簇重新排布及構(gòu)成“五邊形”納米級團簇有至關(guān)重要的影響。最后,研究了不同配比的Ti-Al合金在快速凝固過程中非晶態(tài)和晶態(tài)結(jié)構(gòu)的形成。在得到的非晶態(tài)Ti-Al合金中,TiAl3合金中二十面體團簇數(shù)最多。在得到的納米晶Ti3Al合金中形成發(fā)現(xiàn)了共格孿晶。
【關(guān)鍵詞】：非晶態(tài)Ti-Al合金 快速凝固 分子動力學(xué) 微觀結(jié)構(gòu)演化 二十面體團簇 納米級團簇
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.23
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 Ti-Al合金的基本性質(zhì)及應(yīng)用8-10
• 1.2 非晶態(tài)金屬材料的發(fā)展及性質(zhì)10-12
• 1.3 非晶態(tài)金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文研究工作的目的及主要內(nèi)容13-15
• 第二章 模擬和計算方法15-31
• 2.1 分子動力學(xué)方法介紹15-28
• 2.1.1 分子動力學(xué)的基本原理15-16
• 2.1.2 時間步長與積分算法16-20
• 2.1.3 勢函數(shù)介紹20-24
• 2.1.4 周期性邊界條件24-25
• 2.1.5 系綜原理25-28
• 2.2 主要結(jié)構(gòu)表征方法介紹28-31
• 2.2.1 徑向分布函數(shù)28
• 2.2.2 鍵對類型28-29
• 2.2.3 團簇類型指數(shù)法29-31
• 第三章 冷速對TiAl合金短、中程有序結(jié)構(gòu)的影響31-39
• 3.1 引言31-32
• 3.2 模擬條件及方法32
• 3.3 冷速對短程有序結(jié)構(gòu)的影響32-35
• 3.3.1 徑向分布函數(shù)32-33
• 3.3.2 鍵角分布函數(shù)分析33-34
• 3.3.3 HA鍵型指數(shù)分析34-35
• 3.3.4 CTIM分析35
• 3.4 冷速對中程有序結(jié)構(gòu)的影響35-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 Ti-Al合金中程有序結(jié)構(gòu)的演化39-55
• 4.1 引言39
• 4.2 模擬條件及方法39-40
• 4.3 二十面體中程有序團簇的演化40-42
• 4.4 二十面體網(wǎng)絡(luò)連通性的演化42-48
• 4.4.1 平均配位數(shù)42-43
• 4.4.2 二十面體連接系數(shù)43-44
• 4.4.3 團簇系數(shù)44-45
• 4.4.4 平均可連通二十面體數(shù)45-48
• 4.5 TiAl_3合金中FK多面體中程有序團簇的演化48-53
• 4.5.1 等溫過程對FK多面體團簇數(shù)目的影響48-50
• 4.5.2 FK多面體團簇與二十面體團簇的連接和演化50-52
• 4.5.3 FK多面體團簇自身的連接和演化52-53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 第五章 Ti-Al合金中納米級團簇的生長規(guī)律55-64
• 5.1 引言55
• 5.2 模擬條件及方法55-56
• 5.3 二十面體納米級團簇的生長規(guī)律56-60
• 5.4 等溫過程中Z16 FK多面體納米級團簇的生長規(guī)律60-62
• 5.5 本章小結(jié)62-64
• 第六章 不同配比的Ti-Al合金非晶態(tài)與晶態(tài)結(jié)構(gòu)的形成64-72
• 6.1 引言64
• 6.2 模擬條件及方法64-65
• 6.3 非晶態(tài)和晶態(tài)Ti-Al合金的形成65-70
• 6.3.1 徑向分布函數(shù)65-66
• 6.3.2 系統(tǒng)內(nèi)能演化66-67
• 6.3.3 二十面體團簇的演化67
• 6.3.4 納米晶Ti_3Al合金的形成67-70
• 6.5 本章小結(jié)70-72
• 第七章 總結(jié)72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-82
• 附錄82-83

【相似文獻(xiàn)】

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