TiAl合金快速凝固中的微觀結構模擬.pdf

1、本文采用分子動力學模擬快速凝固過程中Ti-Al合金微觀結構的演化，并從結構角度描述了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、中程有序結構的影響。當冷速為1011 K/s時，系統(tǒng)中二十面體短、中程有序結構生長更為完整。
　　此外，從結構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)絡連通性。通過研究二十面體團簇中心原子相連的特殊構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

2、二十面體中程有序結構。同時，定義了可以更加準確、敏感地區(qū)分出在快速凝固中二十面體中程有序網(wǎng)絡結構的網(wǎng)絡連通性在不同階段變化的表征方法。在玻璃轉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，在結構中程有序的基礎上研究了 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

3、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構穩(wěn)定性。在玻璃轉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成“五邊形”納米級團簇有至關重要的影響。
　　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)結構的形成。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