【摘 要】
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本文简要概述快速凝固的基本理论和非晶态金属的微观结构特征,以及液态金属钨（W）凝固过程中计算机模拟研究;详细介绍本文模拟研究方法的可靠性,微观结构表征方法。采用EAM势模拟液态金属W在不同压强下的凝固过程,采用双体分布函数,最大团簇分析法、三维可视化等手段,研究高压条件下金属钨凝固过程中的相变和微观结构演变及其物理机制。结果表明,压强对于凝固过程中微观结构的演变有着重要的作用,特别是对于相变的影响
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本文简要概述快速凝固的基本理论和非晶态金属的微观结构特征,以及液态金属钨（W）凝固过程中计算机模拟研究;详细介绍本文模拟研究方法的可靠性,微观结构表征方法。采用EAM势模拟液态金属W在不同压强下的凝固过程,采用双体分布函数,最大团簇分析法、三维可视化等手段,研究高压条件下金属钨凝固过程中的相变和微观结构演变及其物理机制。结果表明,压强对于凝固过程中微观结构的演变有着重要的作用,特别是对于相变的影响。同时也发现高压下可能会产生性能优异的特殊材料。双体分布函数和最大团簇分析法（LSCA）发现在冷却速率为0.1K/ps压强40-100 GPa的纯W熔体首先结晶成体心立方（BCC）晶体,然后通过一系列中间态,转变成六方密堆积（HCP）晶体,其中包括少量的FCC晶体。动力学因素可能在液-固转变过程中诱发中间阶段,而纵横交错的晶界导致太多中间阶段无法区分,从而使固-固转变看起来像是连续转变。此外,作为无序体统的无参数结构分析方法,LSCA可以通过计算新颖的指标（例如拓扑密堆积的原子的信息和平均截止距离）来检测有关结构演化的更多细节,尤其是在结构发生剧烈变化的相变过程中。本文也单独分析了100 GPa下体系的微观结构演化规律,热力学和动力学竞争对晶界过程的影响。这些发现不仅加深了高压对金属结晶的理解,而且为液体和过冷液体的结构描述提供了有效的途径。
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