在多元件Cu_93-xZr_xAl₇ (at.%) 金属玻璃中的原子键的拉伸行为上的组成效应

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
• 计算材料科学科学 计算材料科学

背景情况:

• 材料的机械性质是由压力下的原子键行为决定的.
• 在变形过程中理解原子键动态是具有挑战性的,特别是在复杂的材料,如金属玻璃 (MGs).
• 关于MG机械性能,原子键行为和金因素 (如组成) 之间的关系,存在一个知识差距.

研究的目的:

• 为了研究合金组成对Cu-Zr-Al金属玻璃中原子键的抗拉行为的影响.
• 分析带有不同含量的结合物种群,长度和菌株的变化.
• 为了将原子键行为与这些MGs的整体应激应变反应相关联.

主要方法:

• 使用大规模分子动力学 (MD) 模拟来建模Cu$_{93-x}$Zr$_{x}$Al$_{7}$ (x = 40, 50, 60 at.%) 的金属玻璃.
• 使用统计分析来检查在拉力加载之前和期间的各种原子键特性.
• 分析的关键参数包括债券种群,平均债券长度和平均债券z-strains.

主要成果:

• 增加Zr含量导致更短的Zr-Zr,Al-Cu,Al-Zr和Cu-Zr债券以及更长的Cu-Cu债券.
• 在变形过程中,高Zr合金中的Zr-Zr键表现出增加的弹性拉伸,而Cu-Cu键表现出较少的弹性拉伸.
• 在高Zr合金中,Al-Cu,Al-Zr和Cu-Zr键显得较弱,这种现象可以通过它们与抗变形的二面体集群的关联来解释.

结论:

• 合金成分显著影响原子键特性及其对金属玻璃拉伸应力的反应.
• 观察到的结合行为变化,特别是二元形集群的作用,为这些复杂材料的机械特性提供了洞察力.
• 这项研究弥合了原子级键动力学和金属玻璃中的宏观机械性能之间的理解差距.