铁熔体快速冷却过程的分子动力学模拟

江汉大学学报（自然科学版） ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (3): 37-40.

铁熔体快速冷却过程的分子动力学模拟

周幼华，李雯慧，陶蕾，郑广

江汉大学物理与信息工程学院，湖北武汉 430056

出版日期:2014-06-25 发布日期:2014-07-03
作者简介:周幼华（1969—），男，副教授，博士，研究方向：功能薄膜、半导体薄膜、新型光电器件的开发。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（61240056）

Molecular Dynamics Simulation of Rapid Cooling Process of Iron Melt

ZHOU Youhua，LI Wenhui，TAO Lei，ZHENG Guang

School of Physics and Information Engineering，Jianghan University，Wuhan 430056，Hubei，China

Online:2014-06-25 Published:2014-07-03

摘要/Abstract

摘要： 利用LAMMPS建立8×8×8原子箱，采取EAM模拟大量铁原子体系。先对体系升温，让体系充分均匀，然后对体系进行不同冷却速度下的降温。经过分子动力学模拟得到能量温度曲线、径向分布函数（RDF）和体系结构。结果表明：冷却速度低于1.8×10₁₀K/s时，结晶相变点和熔点基本重合；冷却速度超过10₁₂K/s时，生成物为非晶；铁熔体的过冷度可达到700 K；冷却速度在10₁₁K/s附近时，能够生成体心立方的Fe单晶。

关键词: 分子动力学模拟, 快速冷却, 铁熔体

Abstract: Establishes 8×8×8 atomic box with LAMMPS，adopts EAM（embedded atom model）potential，to simulate large number iron atoms system. At first，heats up the system，then cool down the system under different cooling rate. Through molecular dynamics simulation，obtains energy-temperature curve，radial distribution function（RDF）and architecture. The results show that the crystallization temperature point is basically in coincident with the melting point when the cooling rate is lower than 1.8×10₁₀K/s；the product is amorphous when the cooling rate is higher than 10₁₂K/s；the degree of supercooling can reach 700 K；Fe single crystal can be prepared at cooling rate around 10₁₁K/s.

Key words: molecular dynamics simulation, rapid cooling, iron melt

中图分类号:

O561.1

周幼华，李雯慧，陶蕾，郑广. 铁熔体快速冷却过程的分子动力学模拟[J]. 江汉大学学报（自然科学版）, 2014, 42(3): 37-40.

ZHOU Youhua，LI Wenhui，TAO Lei，ZHENG Guang. Molecular Dynamics Simulation of Rapid Cooling Process of Iron Melt[J]. Journal of Jianghan University(Natural Science Edition), 2014, 42(3): 37-40.