【摘 要】
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在Al基非晶合金中,Al-Ni系的非晶形成能力(GFA)相比其他系列较佳,但是目前对Al-Ni二元合金系的原子排列、玻璃转变和堆垛密度与成分之间的内在联系,至今还未形成系统的认识.
【机 构】
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北京科技大学新金属材料国家重点实验室,Department of Materials Science and Engineering,Pennsylvania Sate University,
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在Al基非晶合金中,Al-Ni系的非晶形成能力(GFA)相比其他系列较佳,但是目前对Al-Ni二元合金系的原子排列、玻璃转变和堆垛密度与成分之间的内在联系,至今还未形成系统的认识.本文利用第一性原理分子动力学(AIMD)模拟方法对AlxNi100-x(x=80,83,85,86,87,90)二元非晶合金的原子堆垛结构和密度进行了研究.双体分布函数和Voronoi多面体分析表明,在该非晶合金系中存在明显的拓扑和化学短程有序,拓扑短程序主要是由以Al原子为中心的类似二十面体结构和以Ni原子为中心的三棱体覆盖三个半八面体(TTP)结构组成.在该合金系非晶中Al与Ni原子间存在强烈的化学交互作用,Al-Ni原子对键长小于原子半径和,化学有序随着Ni含量的增加呈现增加的趋势.AIMD计算结果表明,当x=85时,合金的堆垛密度出现了峰值,偏离了直线规律.综合结构特征和密度特征,从理论上推断,当Al含量为84%~86%时,合金的非晶形成能力较好,可以推广至多元合金体系.
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