Estudio de Dinámica Molecular del Comportamiento de Cristalización en el Estado Sólido de Aleaciones Amorfas de Zr-Cu
Autores: Cao, Shuai; Liu, Guangyin; Huang, Jiankang; Yu, Xiaoquan; Luo, Yiming; Fan, Ding
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aleaciones amorfas
Cristalización
Basadas en Zr
Estructura atómica
átomos de cobre
Altas temperaturas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los aleaciones amorfas muestran propiedades mecánicas interesantes, así como propiedades físicas y químicas únicas debido a su estructura de apilamiento atómico. Sin embargo, cuando ocurre una cristalización parcial en las aleaciones amorfas, puede afectar las propiedades de la aleación amorfa original. Para estudiar el fenómeno de cristalización en la aleación amorfa basada en Zr, se estableció un modelo de apilamiento atómico tridimensional de aleación amorfa basada en Zr mediante simulaciones de dinámica molecular, y se analizó la evolución de la estructura atómica del sistema amorfo Zr-Cu después de la cristalización parcial mediante la función de distribución radial g(r), el índice de enlace HA y el poliedro de Voronoi. Los resultados mostraron que agregar más átomos de cobre (Cu) al sistema amorfo Zr-Cu mejora enormemente su estabilidad a altas temperaturas. La difusión atómica se analizó mediante el desplazamiento cuadrático medio de los átomos (MSD); a medida que la temperatura aumentaba, el MSD de los átomos también aumentaba, lo que sugiere que la cristalización del material amorfo ocurre debido a la difusión a corto alcance de los átomos. El análisis del mecanismo del tiempo de acción a alta temperatura en la aleación amorfa Zr80Cu20 mostró que la tasa de precipitación de la fase de cristalización de la aleación amorfa aumenta gradualmente con el tiempo, pero no cambia de manera lineal.
Descripción
Los aleaciones amorfas muestran propiedades mecánicas interesantes, así como propiedades físicas y químicas únicas debido a su estructura de apilamiento atómico. Sin embargo, cuando ocurre una cristalización parcial en las aleaciones amorfas, puede afectar las propiedades de la aleación amorfa original. Para estudiar el fenómeno de cristalización en la aleación amorfa basada en Zr, se estableció un modelo de apilamiento atómico tridimensional de aleación amorfa basada en Zr mediante simulaciones de dinámica molecular, y se analizó la evolución de la estructura atómica del sistema amorfo Zr-Cu después de la cristalización parcial mediante la función de distribución radial g(r), el índice de enlace HA y el poliedro de Voronoi. Los resultados mostraron que agregar más átomos de cobre (Cu) al sistema amorfo Zr-Cu mejora enormemente su estabilidad a altas temperaturas. La difusión atómica se analizó mediante el desplazamiento cuadrático medio de los átomos (MSD); a medida que la temperatura aumentaba, el MSD de los átomos también aumentaba, lo que sugiere que la cristalización del material amorfo ocurre debido a la difusión a corto alcance de los átomos. El análisis del mecanismo del tiempo de acción a alta temperatura en la aleación amorfa Zr80Cu20 mostró que la tasa de precipitación de la fase de cristalización de la aleación amorfa aumenta gradualmente con el tiempo, pero no cambia de manera lineal.