Cu-Al熱軋擴(kuò)散復(fù)合界面原子擴(kuò)散的分子動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、利用軋制復(fù)合的辦法生產(chǎn)金屬復(fù)合材料已經(jīng)成功地在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用很多年了。但是，如何科學(xué)地揭示復(fù)合金屬界面之間的相互作用，很久以來是一個(gè)備受關(guān)注的問題。近年來，利用分子動(dòng)力學(xué)方法研究材料復(fù)合機(jī)理取得了重要進(jìn)展。
　　本文用基于普適嵌入原子勢(shì)函數(shù)(GEAM)的經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)模擬了溫度和壓力對(duì)Cu/Al熱軋擴(kuò)散復(fù)合過程中界面原子擴(kuò)散的影響，從原子尺度對(duì)界面原子的擴(kuò)散行為進(jìn)行了分析計(jì)算，用愛因斯坦擴(kuò)散定律計(jì)算得到溫度分別為400K、500K

2、、700K、800K時(shí)銅原子和鋁原子擴(kuò)散系數(shù)，其中在800K時(shí)界面處銅原子和鋁原子的擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算值分別是1.85×10-11m2/s、4.83×10-9m2/s，比400K或500K時(shí)大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。用Arrhenius關(guān)系計(jì)算得到界面原子的擴(kuò)散激活能分別為QAl=0.33eV，QCu=0.53eV。
　　計(jì)算結(jié)果還表明：銅鋁在較低溫度復(fù)合過程中界面原子之間沒有明顯擴(kuò)散，而在800K時(shí)界面原子明顯發(fā)生擴(kuò)散，擴(kuò)散主要是銅原子向鋁原子層