Al納米晶在Fe表面熔化行為的原子模擬.pdf

1、不同金屬材料之間擴(kuò)散的微觀機(jī)理對(duì)于異種金屬的焊接十分重要，目前鋁合金和不銹鋼的焊接研究就是一大熱點(diǎn)。但是兩者之間的焊接技術(shù)并沒(méi)有得到較好的解決，況且就目前而言，異種金屬擴(kuò)散的研究大多側(cè)重于應(yīng)用焊接方法，對(duì)微觀層面形成機(jī)理的理論研究卻很少。若能深入研究 Fe/Al異種金屬焊接過(guò)程中的微觀機(jī)理，那么其對(duì)異種金屬間相互運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的一般規(guī)律進(jìn)行較為詳盡的探索和研究得出較為直觀確切的結(jié)論就顯得非?？少F。
　　為了達(dá)到這一目標(biāo)，本文應(yīng)用分子動(dòng)力

2、學(xué)（MD）方法，采用EAM勢(shì)函數(shù)，在Al的熔點(diǎn)至Fe熔點(diǎn)的溫度區(qū)間內(nèi)，對(duì)Al原子在Fe(001)、(110)和(111)面上的熔化行為進(jìn)行了詳細(xì)考察和分析。首先考慮了溫度對(duì)Al晶格常數(shù)的影響，對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算；其次，討論了不同形狀、不同尺寸的Al納米晶模型，確立了最優(yōu)化的Al-Fe計(jì)算模型；最后，運(yùn)用多種結(jié)構(gòu)分析參數(shù)對(duì)研究的數(shù)據(jù)進(jìn)行更進(jìn)一步的計(jì)算分析并總結(jié)出相應(yīng)取向面的擴(kuò)散機(jī)制及擴(kuò)散通道。
　　本文大體結(jié)構(gòu)如下：第一章介紹了研究

3、背景及金屬擴(kuò)散，第二章介紹了分子動(dòng)力學(xué)模擬方法，第三章介紹了勢(shì)函數(shù)、系綜及其選取，第四章詳細(xì)介紹了Al納米晶在Fe表面熔化行為的原子模擬過(guò)程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在模擬時(shí)間內(nèi)Al原子的擴(kuò)散主要發(fā)生在Al和Fe發(fā)生接觸的Fe的第一原子層上，且大部分Al原子沿著Fe表面即x-y平面擴(kuò)散，僅有極少數(shù)Al原子沿著z方向向下擴(kuò)散。原子在Fe各個(gè)取向面上的擴(kuò)散方向并不完全一致：Fe(001)面上的擴(kuò)散趨勢(shì)沿[110]和[110]晶向基本相同；Fe(110)面