【摘 要】
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本文采用三维分子动力学模拟方法,以面心立方金属铜为研究对象,以轴铜纳米线为模型,基于铜的EAM型的多体势函数,研究了铜纳米杆的结构热稳定性,包括不同体材铜纳米杆的原子平均势
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本文采用三维分子动力学模拟方法,以面心立方金属铜为研究对象,以<110>轴铜纳米线为模型,基于铜的EAM型的多体势函数,研究了铜纳米杆的结构热稳定性,包括不同体材铜纳米杆的原子平均势能随温度的变化,以及铜纳米的熔点随体材的变化关系。
研究结果表明:随温度的升高,铜纳米杆两端的原子规则排列秩序最先被破坏,接着是表面的原子规则排列秩序被破坏,即熔化从铜纳米杆的两端开始,由表及里地进行。在常温下,不同体材的原子平均势能与其原子数的立方根倒数成线性关系,体材越大,原子数越多,其表面比越小,原子平均势能越低。纳米杆的熔点随体材的大小而变化,体材越小,熔点越低,熔点与纳米杆横截面积的平方根倒数成线性关系,与铜纳米杆的长度几乎无关。铜纳米杆的熔点与表面原子比例成线性变化关系,即随表面原子比例增大,铜纳米杆的熔点线性减小。
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