Cu基大塊非晶中添加元素對非晶形成能力及耐蝕性影響機(jī)理研究.pdf

1、大塊非晶合金具有長程無序的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，使其具有許多優(yōu)于晶態(tài)金屬合金的性能。文中綜述了非晶合金的研究發(fā)展現(xiàn)狀、性能特點(diǎn)及其應(yīng)用。在諸多金屬-金屬體系的大塊非晶研究中，有望作為結(jié)構(gòu)材料的Cu基大塊非晶合金，備受人們關(guān)注，從電子理論層次研究其非晶形成能力和耐蝕性的影響機(jī)理還較少，本文從電子層次對這兩方面進(jìn)行研究對非晶的制備和應(yīng)用具有十分重要的指導(dǎo)意義。
　　 文中利用分子動力學(xué)方法模擬1500K溫度下Cu-Al合金結(jié)構(gòu)液相，然后以100

2、K/次降溫，當(dāng)溫度降低到300K時，雙體分布函數(shù)第二波峰出現(xiàn)明顯雙峰狀態(tài)，標(biāo)志著Cu-Al合金非晶態(tài)已經(jīng)形成。利用計(jì)算機(jī)編程建立非晶和非晶表面模型：非晶模型是通過Cu-Al非晶加Cu-M(Zr、Nb、Ta、V、Y、Sc)二十面體團(tuán)簇形成Cu-Al-M非晶，將二十面體團(tuán)簇平移到非晶表面構(gòu)造出Cu-Al-M非晶表面模型，在非晶表面模型上加吸附氧原子構(gòu)造成Cu-Al-M-O非晶表面模型。在非晶模型中選取一個二十面體團(tuán)簇作為研究對象，運(yùn)用實(shí)空間

3、連分?jǐn)?shù)遞歸方法(Recursion方法)研究了添加Nb、Ta、V、Y、Sc等元素對Cu基大塊非晶合金非晶形成能力和耐蝕性的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　　 一、在Cu大塊非晶二十面體團(tuán)簇中添加Nb、Ta、V、Y、Sc等元素容易占據(jù)Zr原子位置，不容易取代Cu原子位置；
　　 二、通過添加元素與近鄰Cu鍵級積分的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)添加稀土元素Y可提高Cu基大塊非晶的非晶形成能力，而添加Nb、Ta、V、Sc會降低其形成能力，其中Sc的影響

4、較??；
　　 三、通過添加元素改變費(fèi)米能級的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)添加稀土元素Y可以使Cu基大塊非晶容易鈍化，提高其耐蝕性，而添加Nb、Ta、V、Sc則會降低；
　　 四、通過添加元素引起環(huán)境敏感鑲嵌能變化的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)添加元素Zr、Nb、Ta、V、Sc不向清潔氧的Cu基非晶表面偏聚，但向氧吸附表面偏聚，這些元素在表面形成氧化膜提高非晶的耐蝕性。稀土元素Y既不向清潔表面也不向氧吸附表面偏聚，Y提高Cu基非晶耐蝕性的可能是由于向合金與氧