Ti纳米粒子熔化与凝结的原子尺度模拟

作     者：王亚明 刘永利 张林 Wang Ya-Ming;Liu Yong-Li;Zhang Lin

作者机构：东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819 东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2019年第68卷第16期

页      面：298-305页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(批准号:2016YFB0701304) 国家自然科学基金(批准号:51671051)资助的课题~~ 

主　　题：金属 纳米粒子 计算机模拟 相变 

摘      要：本文采用基于嵌入原子势的分子动力学方法模拟研究了不同尺寸Ti纳米粒子在熔化与凝结过程中的原子堆积结构变化.温度变化过程中对Ti纳米粒子中原子平均能量、对分布函数、键对和比热容的计算结果表明,粒子尺寸和温度变化方式对粒子的结构转变具有重要影响.小尺寸Ti粒子更易于形成二十面体构型.随着Ti纳米粒子粒径的增大,室温下粒子趋于保持初始密排六方的堆积结构.升温过程中,大粒径的纳米粒子内出现HCP向BCC的部分结构转变,导致HCP和BCC结构共存现象.大粒径粒子的熔化与体相材料相似,具有一个熔化温度.熔融粒子降温时,纳米粒子内部原子发生熔融态→BCC→HCP堆积结构的转变,且凝结温度较熔化温度滞后.该原子尺度的模拟提供了可用经典理论估算Ti粒子熔化所需能量的临界尺寸.