钼钨合金在液锌中腐蚀的分子动力学模拟

发布时间：2017-04-26 06:01

  本文关键词：钼钨合金在液锌中腐蚀的分子动力学模拟，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液态锌对浸入其中的金属有强烈的腐蚀作用,研究金属在液锌中的腐蚀过程具有重要的现实意义。分子动力学就是要确定一群有相互作用的粒子在空间中的演化规律,尤其适应于处理难以通过现有实验手段解决的问题。本文采用分子动力学方法模拟研究了钼钨合金的熔化过程及钼钨合金在液锌中的腐蚀过程。本文采用第一性原理计算方法计算了Mo-W/Zn体系双原子间结合能,拟合得到了Morse势和Lennard-Jones势的参数。本文将拟合出的势参数应用于钼钨合金的熔化过程的分子动力学模拟计算,模拟得到的Mo-30W合金的熔点(2950K),高于理论熔点(2800K)。钼钨合金在液锌中的腐蚀过程的模拟结果表明,随着钨含量从0%增加到30%,腐蚀层中Zn原子浓度逐渐降低;当钨含量从30%继续增加到50%时,腐蚀层中Zn原子浓度增加。纯钼不如钼钨合金的耐液锌腐蚀性能好,而钼钨合金中Mo-30W合金耐液锌腐蚀的能力最好,与实验结果相符。升高温度,Zn原子在钼钨合金中的扩散程度加深。
【关键词】：液锌 钼钨合金 分子动力学 腐蚀 势函数
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG178
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-25
• 1.1 液锌对固体金属的腐蚀9-10
• 1.2 分子动力学方法10-18
• 1.2.1 分子动力学方法的基本原理11-12
• 1.2.2 作用力模型12-15
• 1.2.3 运动方程的数值解法15
• 1.2.4 边界条件的设定15-16
• 1.2.5 初始条件的设定16
• 1.2.6 系综理论及其在模拟中的实现方法16-17
• 1.2.7 微观结构分析方法17-18
• 1.3 分子动力学模拟方法在材料科学中的应用18-22
• 1.3.1 分子动力学模拟在界面扩散方面的应用19
• 1.3.2 分子动力学模拟在相变方面的应用19-20
• 1.3.3 分子动力学模拟在薄膜方面的应用20
• 1.3.4 分子动力学模拟在表面缺陷方面的应用20-21
• 1.3.5 分子动力学模拟在金属凝固过程方面的应用21
• 1.3.6 分子动力学模拟在金属熔体结构方面的应用21-22
• 1.3.7 分子动力学模拟在材料热力学方面的应用22
• 1.4 研究内容及意义22-25
• 第二章 势函数及势参数的确定25-39
• 2.1 Mo-Mo、W-W、Zn-Zn间Morse势参数的确定25-26
• 2.2 Mo-W、Mo-Zn、W-Zn间Lennard-Jones及Morse势参数的确定26-36
• 2.2.1 Mo-W间Morse势及Lennard-Jones势参数的确定26-31
• 2.2.2 Mo-Zn间Morse势及Lennard-Jones势参数的确定31-34
• 2.2.3 W-Zn间Morse势及Lennard-Jones势参数的确定34-36
• 2.3 本章小结36-39
• 第三章 钼钨合金熔化过程的分子动力学模拟39-43
• 3.1 模型的建立39
• 3.2 模拟过程条件设置39-40
• 3.3 模拟结果分析40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 钼钨合金在液锌中腐蚀的分子动力学模拟43-53
• 4.1 模型的建立43-47
• 4.1.1 导入Mo、Zn的晶胞43-44
• 4.1.2 Mo-W、Zn超胞的建立44-45
• 4.1.3 Mo-30W、Zn的（00 1）晶面的建立45
• 4.1.4 创建Mo-30W/Zn（00 1）界面45-46
• 4.1.5 模型顶层和底部原子的固定处理46-47
• 4.2 模拟计算结果与分析47-52
• 4.2.1 钨含量对腐蚀的影响47-51
• 4.2.2 温度对腐蚀的影响51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第五章 结论53-55
• 参考文献55-61
• 研究生期间发表论文61-63
• 致谢63-64

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1 杨静;钼钨合金在液锌中腐蚀的分子动力学模拟[D];河北工业大学;2015年

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