Cu-Al-Ni形状记忆合金中马氏体孪晶界面迁移的分子动力学模拟

作     者：魏洪吉 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：甄玉宝

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：Cu-Al-Ni合金 马氏体相变 马氏体孪晶 分子动力学 MEAM 

摘      要：马氏体相变广泛应用于现代工业生产的诸多领域,其中形状记忆效应为近年来研究与应用的热点。本文所研究的Cu-Al-Ni合金能够产生形状记忆效应正是由于发生了马氏体相变与逆相变过程。在相变过程中一种基本的物理过程就是界面在内部和外部的化学和机械驱动力下发生迁移,发生迁移的界面包括相界面和马氏体内部变体间的孪晶界面。 本文以马氏体相变中界面推进的动力学机制为研究背景,应用分子动力学手段对Cu-Al-Ni形状记忆合金中的马氏体相变进行动力学模拟,旨在探明在温度或应力载荷作用下,孪晶界面的原子迁移情况。 论文首先介绍了马氏体相变与分子动力学相关知识与研究现状。然后在筛选函数和复杂参考结构两点上发展了原始的修正嵌入原子方法。并在此基础上给出了适用于Cu-Al-Ni三元合金体系的势函数参数。最后构建了初始模拟体系,并在温度与应力循环载荷下具体模拟了该合金的马氏体相变。我们成功地观察到了Cu-Al-Ni合金的热弹性马氏体相变,及单向拉伸中的相变伪弹性现象。模拟还给出了热相变滞后和应力诱发相变滞后,这种滞后被证实与马氏体相变和逆相变时内部马氏体变体间的吞并及界面的迁移紧密相关。