mba論文面心立方固溶體的團簇模型及工程合金的成分解析pdf

1、博士學位論文面心立方固溶體的團簇模型及工程合金的成分解析C l u s t e rm o d e l o f F C C S o l i dS o l u t i o n sa n d c o m p o s i t i o ni n t e r p r e t a t i o no f i n d u s t r i a la l l o y s學 1 0 0 0 5 0 1 4大連理工大學D a l i a n U n i v e

2、r s i t yo f T e c h n o l o g y大連理工大學博士學位論文摘 要工業(yè)合金牌號均有特定的成分，說明必然存在成分相關的特定結構單元，但是至今合金牌號的產生均源自大量的經驗探索，需要從固溶體結構的源頭上重新理解合金成分、性能乃至合金設計方法。本文從原子之間的近程有序結構出發(fā)，通過引入“團簇加連接原子”結構描述方法，首次建立了置換型面心立方穩(wěn)定固溶體的結構模型及相關成分單元，揭示出理想滿足溶質與溶劑原子間相互作用的

3、近程序結構單元，可用團簇式描述為：【團簇】( 連接原子) I ～6 ，連接原子個數不同對應于不同的近程序構型，在這些特定成分下的固溶體具有特定的穩(wěn)定局域結構。該團簇式可以定量解析C u - Z n 、C u - N i 、F e - N i 、C u ．A u 等實際合金牌號成分，從而為解析乃至設計工程合金提供一種全新實用方法。本文首先回顧了工業(yè)合金的組織和結構特點。很早就有人指出，合金的性能與固溶體合金的近程有序結構相關，直到9 0

4、年代，這種有序結構通過衍射實驗得到證實，表明各種性能優(yōu)異的合金成分都與合金的特殊近程有序結構相關。但是以往對固溶體結構的描述僅僅停留在近程序參數上，不能獲得反映固溶體整體結構和成分的結構單元，因此無法解釋工程合金成分選擇的依據。在我們組的前期工作中，從合金的近程有序結構出發(fā)，深入分析了多組元復雜準晶、非晶、固溶體合金的成份規(guī)律和結構特征，提出了適用于描述近程序結構的“團簇加連接原子”結構模型，有望解決工業(yè)合金的成分選擇問題。然后，本文提

5、出了最主要的創(chuàng)新成果，即面心立方固溶體合金的結構模型建立。鑒于溶質和溶劑原子在固溶體合金中呈現短程有序，而滿足原子間相互作用的局域近程有序結構具有高的穩(wěn)定性，本文引入團簇加連接原子結構描述方法，在F C C 固溶體合金中，建立了含有第一近鄰截角八面體團簇和位于團簇外的連接原子的局域結構單元理想結構模型和相應成分式。該局域結構由中心原子、1 2 個第一近鄰殼層原子、和至多6個位于團簇之外的連接原子組成，對應的成分式表述為【團簇】( 連接原

6、子) ·～6 。連接原子個數來自對團簇堆垛的約束：團簇之間需保持孤立，以避免把團簇近程序擴展到更大范圍致使固溶體失穩(wěn)；同時要求團簇之間至多由一層原子隔開，并連接原子不集聚成與團簇相當的局域結構，這樣就限定了團簇間距的矢量范圍，超出6 個連接原子的構型，均涉及更遠團簇間距，例如本文也計算了連接原子為7 時的團簇堆垛構型，其團簇之間近鄰距離超出了前述矢量范圍。最后，本文實施Y - - 元面心立方固溶體合金典型牌號成分的團簇式解析。