分子动力学分析Cu/Al2Cu/Al体系的扩散过程

作者：崔云峰; 王文焱^*; 谢敬佩; 王爱琴; 毛志平; 高铭

来源：材料热处理学报, 2023, 44(11): 167-175.

DOI：10.13289/j.issn.1009-6264.2023-0136

• 分子动力学
• Cu
• Al
• Al2Cu
• 界面扩散

基于分子动力学方法，对Cu/Al2Cu/Al体系界面扩散过程进行了模拟研究。探讨了不同保温温度对Cu/Al2Cu界面及Al/Al2Cu界面扩散的影响，通过原子的均方位移和扩散系数对界面处原子的扩散行为进行分析，并通过径向分布函数和原子沿Z轴浓度分布对界面演变进行分析。结果表明：在Cu/Al2Cu界面处，Cu原子能够深入扩散到Al2Cu内部，而Al2Cu在933 K及以上时才能在界面附近向Cu侧扩散。界面处过渡层的厚度随着保温温度的升高而增加，且过渡层逐渐向两侧扩展。在Al/Al2Cu界面处，Al原子与Al2Cu相互扩散的现象非常明显，Al层在扩散过程中有序结构被破坏，呈现出混乱的状态；Cu层能够保持较高的有序性，但在933 K及以上时，Cu层结构有序性逐渐被破坏，且界面附近Cu层原子的结构相较于纯Cu层更为混乱。

• 单位
  洛阳双瑞万基钛业有限公司; 河南科技大学