Al納米晶在Fe表面熔化行為的原子模擬.pdf

1、不同金屬材料之間擴散的微觀機理對于異種金屬的焊接十分重要，目前鋁合金和不銹鋼的焊接研究就是一大熱點。但是兩者之間的焊接技術并沒有得到較好的解決，況且就目前而言，異種金屬擴散的研究大多側重于應用焊接方法，對微觀層面形成機理的理論研究卻很少。若能深入研究 Fe/Al異種金屬焊接過程中的微觀機理，那么其對異種金屬間相互運動趨勢的一般規(guī)律進行較為詳盡的探索和研究得出較為直觀確切的結論就顯得非?？少F。
　　為了達到這一目標，本文應用分子動力

2、學（MD）方法，采用EAM勢函數，在Al的熔點至Fe熔點的溫度區(qū)間內，對Al原子在Fe(001)、(110)和(111)面上的熔化行為進行了詳細考察和分析。首先考慮了溫度對Al晶格常數的影響，對其進行了相關計算；其次，討論了不同形狀、不同尺寸的Al納米晶模型，確立了最優(yōu)化的Al-Fe計算模型；最后，運用多種結構分析參數對研究的數據進行更進一步的計算分析并總結出相應取向面的擴散機制及擴散通道。
　　本文大體結構如下：第一章介紹了研究

3、背景及金屬擴散，第二章介紹了分子動力學模擬方法，第三章介紹了勢函數、系綜及其選取，第四章詳細介紹了Al納米晶在Fe表面熔化行為的原子模擬過程，結果發(fā)現：在模擬時間內Al原子的擴散主要發(fā)生在Al和Fe發(fā)生接觸的Fe的第一原子層上，且大部分Al原子沿著Fe表面即x-y平面擴散，僅有極少數Al原子沿著z方向向下擴散。原子在Fe各個取向面上的擴散方向并不完全一致：Fe(001)面上的擴散趨勢沿[110]和[110]晶向基本相同；Fe(110)面