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《非晶態(tài)金屬結構的無規(guī)密堆模型mc模擬及其優(yōu)化研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、摘要摘要非晶態(tài)金屬與合金由于具有各種優(yōu)良特性而受到廣泛關注，非晶態(tài)金屬的結構也成為材料和凝聚態(tài)物理等學科領域研究的重要方向。在已提出的各種非晶態(tài)結構模型當中，硬球無規(guī)密堆模型是最為基礎的模型，它提供了非晶態(tài)金屬結構較為滿意的解釋，并可使用蒙特卡羅∞C)方法簡單地實現(xiàn)其計算機模擬。但是由于硬球的不可重疊性，使用該模型的模擬結果不能完全符合實際非晶態(tài)結構，因而人們提出了各種軟化或松馳方法對無規(guī)密堆硬球系統(tǒng)的模擬加以改進。目前在MC方法中所采用的松弛手段大都是與分子動力學一樣借助經(jīng)驗勢函數(shù)來達到的，模擬的成敗在很大程度上決定于勢函數(shù)，因而有一定的局限性．本文提出的對硬
2、球無規(guī)密堆模型的優(yōu)化模擬方法中，使用簡單的分布函數(shù)來約束原子間距離的分布，實現(xiàn)原子排列的拓撲關系，而不需要勢函數(shù)的建立與選取等工作，模擬中也不必進行力的計算，即可簡單直接地生成滿足原子間一定相互位置關系的構型，并有’可能較方便地擴展應用到多元體系。本文主要開展以下幾個方面的工作：1．使用前人提出的硬球無規(guī)密堆模型的MC模擬方法，自行編制了計算機程序，得到了二維和三維條件下具有無規(guī)密堆結構的數(shù)百個非晶態(tài)原子排列構型，計算并分析其雙體分布曲線等結構信息，對硬球無規(guī)密堆MC模擬所生成的構型的幾何特征進行了討論。2．首先考慮非晶態(tài)結構中近鄰原子間距離為滿足均勻分布的隨機
3、變量而不是一個給定的硬球直徑，對硬球無規(guī)密堆系統(tǒng)的模擬進行了優(yōu)化，生成了經(jīng)過軟化的無規(guī)密堆系統(tǒng)結構，并分析了模擬參數(shù)對模擬結果的影響。進而又采用更為符合原子間拓撲關系的正態(tài)分布進行模擬，同樣成功地生成了非晶態(tài)結構構型。3．采用以上優(yōu)化的密堆MC方法模擬生成Ni，Cu及～等金屬的非晶態(tài)結構，分別計算其PCF曲線，并與分子動力學(MD)模擬的結果加以對比。研究表明：用密堆MC方法成功模擬面心立方金屬作晶態(tài)結構的特征參數(shù)：擾動比率s為0．1，方差g為0．15。4．通過分析PCF數(shù)據(jù)及采用鍵對分析方法來描述所模擬得到的非晶態(tài)金屬的微觀結構。結果表明，本文提出的優(yōu)化的密堆
4、MC方法所生成的非晶態(tài)系統(tǒng)的局域微結構與MD方法的結果堆常相似，本方法町以和MD方法～樣用于弘晶憊金屬的原子尺度微結掏的深入研究。關鍵詞：計算機模擬，非晶態(tài)結構，硬球，蒙特忙羅，分子動力學AbstractAmorphousmetalsandalloyshaveattractedextensiveattentionfortheirexceHentproperties．StudyingonthesffuctureoftheamorphousmctaLshasbecomeanimportantaspectinthefieldsofmaterialandagglomer
5、ationphysicsresearckAmongthemodelsofamorphousstructure，thedenserandompackingofhardspheres①RPHS)modeIisthemostbasicone．DRPHSmodelgivesadesirableinterpretationforthestructureoftheamorphousmetals，andCallbesimulatedbycomputerusingMonteCarlo(MC)methodcosily．However,beoalKqeoverlapsbetween
6、thehardspheresalenota110wedinDRPHSmodel．thesimulationresultofthismodelcannotfittheactualamorphousstructure．InordertoimprovetheresultsOfsimulmionforDRPHSsystem,peoplehavedevelopedsomemethodsforsotteningandrelaxingthebardspheres．Atpresent,justlikethemoleculardynamics(hfⅡ))simulationmet
7、hod,mostoftherelaxationmethodsjnMCsimulationsneedanempiricalpotentialfunctions．n岵limitationofthoseMCsimulationsisthattheresultsa北greatlydependentonthepotentialfunctions．Inthispaper,an刪methodhasbeendevelopedtooptimizingtheDl沖HSmodel．Inthissimulationmethod,inordertorealizethetopologica
8、larrangement
