Fe 3 Si快速凝固过程中的纳米结构特征

发布时间：2023-06-01 03:52

　　金属间化合物Fe₃Si是一种重要的磁性功能材料,高硬度、良好的抗腐蚀性能和低电导率以及优异的软磁性能使其具有广泛的用途。目前,对于Fe₃Si中比较稳定的DO₃型结构研究较多,但是相关研究中涉及到微观结构特征的工作甚少。纳米结构常被作为材料模拟中的重点研究对象,用分子动力学方法模拟不同条件下Fe₃Si的凝固过程,探究其中的纳米结构将有助于进一步了解其物理性能,为该材料的应用研究提供理论指导。本研究采用适用于Fe₃Si体系的Tersoff势对液态Fe₃Si在不同冷速和不同压强下的快速凝固过程进行了分子动力学模拟。对于所得数据采用原子平均能量、双体分布函数、比体积、配位数、键角分布函数、共有近邻子团簇、标准团簇分析法以及微观结构可视化等方法进行详细分析。研究表明冷却速率的大小影响液态Fe₃Si的晶化(或非晶化)程度,在10¹⁰ K/s冷速的凝固中Fe₃Si发生了二次相变;在10¹²

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 快速凝固的定义和组织特征
    1.3 纳米团簇的基本特征
    1.4 Fe₃Si的基本结构及特征
    1.5 Fe₃Si的性能及研究现状
        1.5.1 理论及应用研究
        1.5.2 研究展望
    1.6 研究目的与内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
第二章 模拟和表征方法介绍
    2.1 引言
    2.2 分子动力学模拟
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 势函数介绍
        2.2.3 运动积分与积分步长
        2.2.4 初始条件及周期性边界条件
        2.2.5 系综原理
    2.3 微观结构表征方法
        2.3.1 双体分布函数
        2.3.2 配位数
        2.3.3 角分布函数
        2.3.4 共有近邻子团簇
        2.3.5 最大标准团簇
        2.3.6 拓扑密堆型最大标准团簇
        2.3.7 三维可视化分析
    2.4 本章小结
第三章 冷却速率对Fe₃Si凝固中微观结构的影响
    3.1 引言
    3.2 模拟条件和方法
    3.3 结果与分析
        3.3.1 双体分布函数
        3.3.2 原子平均能量
        3.3.3 配位数分析
        3.3.4 键角分布函数
        3.3.5 微观可视化
    3.4 本章小结
第四章 压强对Fe₃Si快速凝固过程中纳米结构的影响
    4.1 引言
    4.2 模拟条件和方法
    4.3 结果与分析
        4.3.1 双体分布函数
        4.3.2 比体积与原子平均能量
        4.3.3 共有近邻子团簇
        4.3.4 标准团簇
        4.3.5 拓扑密堆型最大标准团簇
    4.4 本章小结
第五章 Fe₃Si快速凝固过程中中程有序的纳米结构
    5.1 引言
    5.2 模拟条件和方法
    5.3 结果与分析
        5.3.1 原子平均能量
        5.3.2 径向分布函数
        5.3.3 纳米结构[8/300]
        5.3.4 中程有序的纳米结构
        5.3.5 中程有序结构间的连接关系
    5.4 本章小结
第六章 总结
致谢
参考文献
附录



本文编号：3826599