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Al表面的"类液"结构及其自扩散通道

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汤富领, 陈功宝, 谢勇, 路文江. 2011: Al表面的'类液'结构及其自扩散通道, 物理学报, 60(6): 564-571.
引用本文: 汤富领, 陈功宝, 谢勇, 路文江. 2011: Al表面的"类液"结构及其自扩散通道, 物理学报, 60(6): 564-571.
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Tang Fu-Ling, Chen Gong-Bao, Xie Yong, Lu Wen-Jiang. 2011: Liquid-like structure and self-diffusion channels on Al surfaces, Acta Physica Sinica, 60(6): 564-571.
Citation: Tang Fu-Ling, Chen Gong-Bao, Xie Yong, Lu Wen-Jiang. 2011: Liquid-like structure and self-diffusion channels on Al surfaces, Acta Physica Sinica, 60(6): 564-571.
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Al表面的"类液"结构及其自扩散通道

  • 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室,兰州730050;兰州理工大学材料科学与工程学院,有色金属合金及加工教育部重点实验室,兰州730050

  • 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室,兰州,730050

  • 兰州理工大学材料科学与工程学院,有色金属合金及加工教育部重点实验室,兰州730050

Liquid-like structure and self-diffusion channels on Al surfaces

  • 摘要: 应用分子动力学方法,采用嵌入势模型在熔点下和熔点上对Al(001),(110)和(111)表面的原子结构和自扩散现象进行研究.发现这些表面的第一层原子在低于熔点时,Al(110)面在700±10 K,Al(001)面在860±10 K,Al(111)面在930±10 K呈现明显自扩散且最终转变为"类液"结构,而其余各层仍保留有序状态.对这种"类液"结构进行均方位移、结构有序参数、径向分布函数和z向粒子密度分析,发现其结构和扩散行为与熔化的Al表面不同,并能在一定温度区间稳定存在.在"类液"结构中,自扩散发生在第一层原子,且绝大多数发生在与表面平行而非垂直的方向上;一部分扩散发生在原表面的最外层内,更多的扩散发生在原表面的最外层之外.3个"类液"表面的主要扩散通道不同:Al(110)面主要在表面之上沿[001]方向、Al(001)面沿[110]和[110]方向扩散的概率大致相同,Al(111)面沿[110],[101]和[011]方向扩散的概率大致相同.在"类液"结构中没有发现层间扩散.
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出版历程
  • 刊出日期:  2011-06-30

Al表面的"类液"结构及其自扩散通道

  • 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室,兰州730050;兰州理工大学材料科学与工程学院,有色金属合金及加工教育部重点实验室,兰州730050
  • 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室,兰州,730050
  • 兰州理工大学材料科学与工程学院,有色金属合金及加工教育部重点实验室,兰州730050

摘要: 应用分子动力学方法,采用嵌入势模型在熔点下和熔点上对Al(001),(110)和(111)表面的原子结构和自扩散现象进行研究.发现这些表面的第一层原子在低于熔点时,Al(110)面在700±10 K,Al(001)面在860±10 K,Al(111)面在930±10 K呈现明显自扩散且最终转变为"类液"结构,而其余各层仍保留有序状态.对这种"类液"结构进行均方位移、结构有序参数、径向分布函数和z向粒子密度分析,发现其结构和扩散行为与熔化的Al表面不同,并能在一定温度区间稳定存在.在"类液"结构中,自扩散发生在第一层原子,且绝大多数发生在与表面平行而非垂直的方向上;一部分扩散发生在原表面的最外层内,更多的扩散发生在原表面的最外层之外.3个"类液"表面的主要扩散通道不同:Al(110)面主要在表面之上沿[001]方向、Al(001)面沿[110]和[110]方向扩散的概率大致相同,Al(111)面沿[110],[101]和[011]方向扩散的概率大致相同.在"类液"结构中没有发现层间扩散.

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