近共晶成分Ni-P非晶合金微结构特征的原子模拟分析

作者：彭超; 李媛; 邓永和; 彭平

来源：金属学报, 2017, 53(12): 1659-1668.

• Ni-P非晶合金
• 分子动力学
• BSAP结构
• 非晶形成能力

采用分子动力学方法模拟了Ni_(100-x)P_x(x=19.0、19.4、19.6、19.8、20.0、21.0)合金在冷速为5×10~(12)K/s下的快速凝固过程,并采用Voronoi多面体指数<n_3,n_4,n_5,n_6>和团簇类型指数(Zn_i/(ijkl)_i…)对其局域原子结构进行了表征。结果发现,Ni原子的团簇属性主要是高配位(Z≥12)的Frank-Kasper团簇及其变形结构,典型的化学短程序为NiZ-2P3,基本团簇间可通过交叉共享(IS)联结形成中程序结构;而P原子的局域结构除了Z=10的BSAP多面体外,还存在大量高配位(特别是Z=12)的Frank-Kasper结构形态,典型的化学短程序为Ni_(12)P;并且,P芯基本团簇的壳层原子全部为Ni,其间只能通过顶点共享(VS)、边共享(ES)和面共享(FS)联结形成扩展团簇。BSAP多面体及其相关结构被证实对Ni_(100-x)P_x非晶合金的形成具有重要影响,其数量在共晶点x=19.6时最多,偏离共晶点越远,所占比例越小,其结果与不同浓度下Ni_(100-x)P_x合金非晶形成能力的变化趋势一致。这可能就是Ni-P合金在共晶点具有最强非晶形成能力的原因。

• 单位
  材料科学与工程学院; 湖南大学