衬底诱导的Al-Cu合金熔体的凝固

发布时间：2025-05-04 19:08

　　铝铜合金因具有密度低、硬度大的特点,所以广泛应用于汽车制造业、工业生产和航天航空等领域中。凝固在铝铜合金铸造工艺、材料制备过程中,是一种必须要经历的物理过程。凝固过程中会发生形核,形核分为两种:第一种是均质形核,另外一种是异质形核。在通常的工业应用中,大多数都是异质形核,所以研究衬底对铝铜熔体在凝固过程中的影响有着非常重要的意义,也是提高铝铜合金铸造性能首先要解决的问题。本论文利用分子动力学的方法研究了铝铜合金熔体在单个平面衬底和受限空间中凝固现象,并发现铝铜合金熔体在楔形衬底上反常的凝固行为,同时还探究了合金中的位错的变化规律,揭示了衬底与熔体结构之间存在的内在关联。研究结果对于通过控制衬底来改变铝铜结构,从而改善铝铜合金的铸造性能有着重要指导的意义。全文的主要内容如下:选取了三种形状不一的铜衬底,分别是单个平面衬底,两个平行衬底所形成的受限空间,有角度的楔形衬底,并采用分子动力学方法模拟了不同浓度的铝铜合金在这些衬底上的凝固过程。(1)研究了在单个平面衬底上,铝铜合金熔体会发生何种变化。研究表明紧挨衬底的铝铜合金熔体会首先形成有序原子层,然后作为新的衬底来继续吸引新的原子生长,整个熔...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１周期性边界条件模型示意图??Ｆｉｇｕｒｅ２．１?Ｍｏｄｅｌ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｅｒｉｏｄｉｃ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ??

周期性边界条件就是通过在原始模型周围构建出与其无数个相同的单元，??单元中粒子的速度、数量、位置也完全相同，以此来消除表而效应带来的影响。??图２．１所示，九宫格中间的盒子就是我们所要研究的系统，盒子中原子的速度、??１２??

图２．２径向分布函数模型示意图??Ｆｉｇｕｒｅ２．２?Ｍｏｄｅｌ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｒａｄｉａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｆｔｉｎｃｔｉｏｎ??

径向分布函数（Ｒａｄｉａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ）通常指的是给定某个粒子的坐标，??其他粒子在空间的分布几率（离给定粒子多远）。所以径向分布函数既可以用来??研究物质的有序性，也可以用来描述电子的相关性。具体如图２．２所示，径向分??布函数描述的是：给定一个....

图２．３几种经典原子键对结构??Ｆｉｕｒｅ２．３?Ｓｅｖｅｒａｌ?Ｃｌａｓｓｉｃａｌ?Ａｔｏｍｉｃ?Ｂｏｎｄ?Ｐａｉｒ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ??

通常情况下，键对分析方法用四个参数（ｉｊｋｌ）来表征，例如面心立方结构??的特征键是１４２１；密排六方同时拥有１４２２和１４２１两个特征键；体力立方也有??两个特征键，１４４１和１６６１；而１４３１用来表征无序结构。图２．３就直观的描述了??几种经典原子键对结构。通过统计上述这些....

图３．２?Ａｌ－Ｃｕ７０ａｔ％合金熔体随着温度的降低，晶体结构而发生改变的过程

山东大学硕士学位论文??图３．１不同成分的铝铜合金熔体在平面铜衬底上的凝固过程。黄色：衬底铜原子；红色：熔??体中的铝原子；蓝色：熔体中的铜原子。??Ｆｉｇｕｒｅ３．１?Ｔｈｅ?ｓｏｌｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｓｎａｐｓｈｏｔｓ?ｏｆ?Ａｌ－Ｃｕ?ｍｅｌｔｓ?ｗｉｔｈ?ｖａｒｉｏｕｓ....

本文编号：4042764