Fe基合金液态中程有序结构演变及结构-磁性相关性的第一性原理研究
发布时间：2021-12-25 04:50
由于合金的结构决定其物理性质,因此铁基合金的液态和非晶态结构是研究铁基非晶合金的基础。本文利用第一性原理分子动力学方法,研究了在工业中应用十分广泛的Fe-Si和Fe-Al系二元合金的液态结构随合金成分变化的演变规律以及结构与性能的相关性,并对非晶纯Fe和Fe78Si9B13合金的Fe原子磁矩与局域结构的关系进行研究。采用第一性原理分子动力学方法,研究了液态Fe-Si二元合金在等过热度条件下的结构转变区域。结果表明,30 at.%Si和67 at.%Si（FeSi2）两个点为液态Fe-Si合金的结构转变点。在0～30 at.%Si区间内,液态Fe-Si合金的局域结构是密堆结构;在67～100 at.%Si区间内,液态Fe-Si合金局域结构表现为较开放的结构;30～67 at.%Si区间是结构过渡区,随着Si含量的增加,密堆结构向开放结构过渡。计算得到的形成焓曲线在结构转变成分处存在拐点,从能量的角度说明了结构转变区域划分的合理性。另外,FeSi2合金是一种十分重要的热电材料,该成分点在1823 KK下的预测混合洽与1585 KK温度下的焓值差别较大,我们推测此处有可能存在液-液结构转变,...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：181 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２?１ｋＨｚ时多种软磁材料的磁导率和饱和磁感应强度分布图［４６］
第一章绪论??预测了地心条件下固态铁的结构和性质，并用同样的方法探索液态铁在高压下的??结构，研宄表明液态铁属于密堆结构，其配位数超过１２。如图１．３所示，当压力??和温度分别达到２０?ＧＰａ和２０００Ｋ时的相图已经得到全世界科研人员的认可，但??是ＡｎｄｅｒＳ〇ｎ［９２］强调在高温高压下物质的结构仍然不能够确定，需要科研人员的??进一步探索。在２０００年，Ａｌｆｅ［９３］等人利用第一性原理分子动力学方法对地心条??件下纯铁的结构和动力学性质进行了更加细致的研宄，并对该方法所产生的误差??进行了详细的分析，这就为利用第一性原理分子动力学（ＡＩＭＤ）研宂液态和非??晶态铁基合金的结构奠定了基础。Ｓｈｅｎ［９４］等人报道了在０？５８?ＧＰａ下液态铁的??结构数据，研究表明液态铁在高压下是一种密堆的硬球结构与ＶｏＣａｄｌｏ的研究结??果一致，并且这种结构对铁原子的动力学行为有极大的限制。??４０００－??一?１－Ｗ??Ｗ?３０００－?＾??１??２?＾＾ＢｏｅｂＪｅｒ??ＣＪ?２０００＾?／?／?ｄｈｃｐ？??ｉｃｃ??ｂｃｃ＇??１００?２００?３００??Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?（ＧＰａ）??图１．３纯铁的高压简要相图
前提下建立密堆的３Ｄ立体结构，这就明显要求在无规密堆模型中各原子之间的??空隙大小不足以再容纳一个原子。据此，Ｂｅｍａｌ提出了五种具有等边长的多面体??结构如图１．５所示［１６］。其中，四面体为面心立方晶体结构中的基本原子构型，??而八面体对应密排六方晶体中的原子构型。??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Model on medium range order in liquid Al-Fe alloys[J]. 秦敬玉,秦绪波,王伟民,边秀房. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2004(06)
[2]Fe-Si合金系熔体结构的X射线衍射研究[J]. 秦敬玉,谷廷坤,田学雷,边秀房. 金属学报. 2004(07)
[3]Fe74Al4Sn2（PSiBC）20块体非晶合金的制备与晶化研究[J]. 陈非非,周少雄. 材料热处理学报. 2004(03)
博士论文
[1]液态Mg-Zn合金凝固过程中微观结构演变的模拟研究[D]. 梁永超.湖南大学 2014
本文编号：3551820
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：181 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２?１ｋＨｚ时多种软磁材料的磁导率和饱和磁感应强度分布图［４６］
第一章绪论??预测了地心条件下固态铁的结构和性质，并用同样的方法探索液态铁在高压下的??结构，研宄表明液态铁属于密堆结构，其配位数超过１２。如图１．３所示，当压力??和温度分别达到２０?ＧＰａ和２０００Ｋ时的相图已经得到全世界科研人员的认可，但??是ＡｎｄｅｒＳ〇ｎ［９２］强调在高温高压下物质的结构仍然不能够确定，需要科研人员的??进一步探索。在２０００年，Ａｌｆｅ［９３］等人利用第一性原理分子动力学方法对地心条??件下纯铁的结构和动力学性质进行了更加细致的研宄，并对该方法所产生的误差??进行了详细的分析，这就为利用第一性原理分子动力学（ＡＩＭＤ）研宂液态和非??晶态铁基合金的结构奠定了基础。Ｓｈｅｎ［９４］等人报道了在０？５８?ＧＰａ下液态铁的??结构数据，研究表明液态铁在高压下是一种密堆的硬球结构与ＶｏＣａｄｌｏ的研究结??果一致，并且这种结构对铁原子的动力学行为有极大的限制。??４０００－??一?１－Ｗ??Ｗ?３０００－?＾??１??２?＾＾ＢｏｅｂＪｅｒ??ＣＪ?２０００＾?／?／?ｄｈｃｐ？??ｉｃｃ??ｂｃｃ＇??１００?２００?３００??Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?（ＧＰａ）??图１．３纯铁的高压简要相图
前提下建立密堆的３Ｄ立体结构，这就明显要求在无规密堆模型中各原子之间的??空隙大小不足以再容纳一个原子。据此，Ｂｅｍａｌ提出了五种具有等边长的多面体??结构如图１．５所示［１６］。其中，四面体为面心立方晶体结构中的基本原子构型，??而八面体对应密排六方晶体中的原子构型。??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Model on medium range order in liquid Al-Fe alloys[J]. 秦敬玉,秦绪波,王伟民,边秀房. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2004(06)
[2]Fe-Si合金系熔体结构的X射线衍射研究[J]. 秦敬玉,谷廷坤,田学雷,边秀房. 金属学报. 2004(07)
[3]Fe74Al4Sn2（PSiBC）20块体非晶合金的制备与晶化研究[J]. 陈非非,周少雄. 材料热处理学报. 2004(03)
博士论文
[1]液态Mg-Zn合金凝固过程中微观结构演变的模拟研究[D]. 梁永超.湖南大学 2014
本文编号：3551820
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3551820.html
