Mg7Zn3合金玻璃转变过程局域结构与动力学关联的分子动力学模拟

采用分子动力学方法对 Mg7Zn3合金快速凝固过程进行计算机模拟，研究玻璃转变过程局域结构与动力学之间的关联。结果表明：以Mg原子为中心的FK多面体和以Zn原子为中心的二十面体局域结构，对Mg7Zn3金属玻璃的形成起关键性作用。Mg(Zn)原子的扩散系数在熔点附近开始偏离Arrhenius关系，而满足幂指数规律。根据均方位移、非相干中间散射函数和非Gauss函数等时间相关函数，发现：随着温度的降低，β驰豫越来越显著，α弛豫时间以VFT指数规律迅速增加；而且半径较小的Zn原子比Mg原子呈现较快的弛豫动力学行为。另外，部分短程有序局域原子结构具有较慢的动力学行为，对β驰豫中笼子效应起主导作用；并随...

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Published in:中国有色金属学报（英文版） 2014 (4), p.1086-1093
Main Authors: 侯兆阳, 刘让苏, 徐春龙, 帅学敏, 舒瑜
Format: Article
Language:Chinese
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Description
Summary:采用分子动力学方法对 Mg7Zn3合金快速凝固过程进行计算机模拟，研究玻璃转变过程局域结构与动力学之间的关联。结果表明：以Mg原子为中心的FK多面体和以Zn原子为中心的二十面体局域结构，对Mg7Zn3金属玻璃的形成起关键性作用。Mg(Zn)原子的扩散系数在熔点附近开始偏离Arrhenius关系，而满足幂指数规律。根据均方位移、非相干中间散射函数和非Gauss函数等时间相关函数，发现：随着温度的降低，β驰豫越来越显著，α弛豫时间以VFT指数规律迅速增加；而且半径较小的Zn原子比Mg原子呈现较快的弛豫动力学行为。另外，部分短程有序局域原子结构具有较慢的动力学行为，对β驰豫中笼子效应起主导作用；并随着其数目的大量出现，体系扩散系数开始偏离Arrhenius关系，玻璃形成过程微观结构转变温度TgStr与动力学转变温度Tc非常接近。
ISSN:1003-6326
DOI:10.1016/S1003-6326(14)63166-6