非晶及晶体结构中的球周期
近年来已经有研究表明在一些金属玻璃中同时存在球周期与局部平移对称性,并且已经有大量的实验以及模拟结果暗示了非晶与相关晶态之间的联系.在理想的无序结构中,基于Friedel振荡,为了使体系处于最稳定的状态,原子倾向于聚集在势能最低点,因此其径向排布呈现壳层状且前三层的半径比值满足1,1.8,2.6,即球周期序列.本文从简单晶体入手,包括面心立方,体心立方,六角密排结构以及它们对应的超结构,运用径向原子密度分布函数,以一维的角度分析其中的原子排布规律,找到了结构中隐藏的球周期,同时解释了体心立方结构更易形成非晶的原因.在此基础上进一步分析研究了几种典型的二元合金体系,包括Cu-Zr (Hf) ,Ni-Nb(Ta),Ca-Al以及Pb-Si体系,发现在与大块非晶相关的晶体相中,局域原子的排列呈现出较为明显的球周期.通过对大量的金属玻璃以及相关晶体相中的原子排布序列进行比较分析,不难得出非晶与晶体在短程序到中程序的范围内具有结构遗传性,它们的局域原子构型可以用相同的配位多面体团簇表示,而这一团簇单元在空间的分布依然满足球周期.根据球周期比值,将团簇单元进行自相似放大,可以很好地解释理想金属玻璃中的原子排布机制,并解决更多关于非晶成分设计中遇到的问题.
金属玻璃 非晶成分 晶体结构 球周期
张爽 董丹丹 董闯 Peter H(a)ussler
大连理工大学三束教育部重点实验室,大连116024
国内会议
桂林
中文
218-218
2015-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）