论文部分内容阅读
自非晶材料发现至今，人们都致力于制得性能优异的大块金属玻璃。由于CuZr二元非晶合金的元素组成简单，非晶形成能力强，所以本文选择CuZr非晶合金作为研究对象。通过采用分子动力学模拟的方法，讨论了CuZr非晶合金组分变化所引起的微观结构变化。 研究了CuZr合金101个组分在降温过程中的体积变化，计算出了CuZr合金在高温液态条件下的热膨胀系数。然后利用OVITO可视化软件，观察在快速降温到100K时，原子的微观结构类型和含量。我们统计了二十面体结构(ico)和其他非晶结构(other)含量，发现其含量之和比较高的区域为Zr20％～50％。在Zr50％处二十面体结构和other结构含量之和达到最大值，确定Zr50％为玻璃形成能力最好的组分。然后对热膨胀系数（α）进行减基处理，得到相对热膨胀系数(α)，最小的组分刚好为Zr含量50％左右，恰好对应非晶结构含量最多的组分，因此认为热膨胀系数越小，玻璃形成能力越好。 计算了CuZr合金的微观结构含量随温度及其成分的变化。通过对CuZr合金7个组分的径向分布函数研究我们发现，在高温阶段，第一峰都是完整的峰，表明此时液体内都是无序结构。当温度降到100K时，Zr含量为20％到70％组分第一峰都发生了明显的劈裂，说明降温结束后出现了明显的短程有序的非晶结构。接下来我们分析了原子配位情况，发现不论Zr含量如何，Cu原子都倾向于与Zr原子配位成键。键对分析时发现当Zr含量比较少为20％左右，1551键、1541键的数量和二十面体结构数量都很高，但是达到50％Zr含量时，二十面体结构数量有所下降，继续增加Zr含量，更不利于成键形成二十面体结构，所以我们解释了少量的Zr原子更有利提高非晶形成能力，可以较大的改变合金体系的微观结构。