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科研前瞻|分子动力学模拟冷却速率对非晶合金结构变形行为的影响

2020-07-31 1104 次 返回

  非晶合金因其具有独特的无序结构、优异或独特的各种性能以及良好的应用前景,而受到专家学者的广泛关注。其中,制备过程中的冷却速率对非晶的结构与性能起着非常重要的调控作用。本文采用分子动力学的模拟方法,分别以4种冷却速率获得相同尺寸的Zr48Cu45Al7三元非晶合金的制备态原子结构模型,并模拟了各制备态模型的压缩变形过程。在此基础上系统地研究冷却速率对非晶微观结构及其变形行为的影响。研究表明:在施加大冷却速率时,非晶合金保留更多高温液态的结构特征,如五次对称性低的团簇数量较多,原子堆积较为松散,自由体积含量更多,并存在更多的“类液区”。上述大冷却速率所对应的结构特征导致了非晶发生变形时,屈服强度降低,表现软化行为,同时降低了剪切带形成与发生局域化变形的概率,从而提高了非晶的塑性。


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图 1 不同冷速制备态模型的(a)结构因子S(Q)和(b)对分布函数G(r)


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图 2 应变速率为1*108/s时,不同冷却速率Zr48Cu45Al7非晶合金模型的压缩应力应变曲线


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图 3 压缩变形过程中应变量为20%时,不同冷却速率获得的Zr43Cu45Al7非晶合金模型的原子剪切应变图


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图 4 Voronai 团簇类型及含量分布


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图 5 LFV原子分布图


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1、熔炼成型

电弧熔炼、成型炉A:

高真空电弧熔炼、成型,可快速实现少量合金定制,适用于合金材料快速验证。拥有多种成型方式,可用于少量材料开发和测试,熔炼过程无污染,无杂质引入。质量≤500g/工位(密度7.0折算)。

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电弧熔炼、成型炉B:

高真空电弧熔炼,成型,可快速实现公斤级合金定制,拥有多种成型方式,熔炼过程无污染,无杂质引入。质量≤4000g/工位(密度7.0折算)。

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感应熔炼、成型炉:

高真空感应熔炼,成型,可快速实现公斤级合金定制,拥有多种成型方式,成型尺寸多样。质量≤5000g/工位(密度按照7.0折算)。

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2、测试服务

场发射扫描电镜金相显微镜激光粒度仪等离子体光谱仪同步热分析仪
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