液态Cu等温凝固的分子动力学模拟：键型演变与结构形成机制

液态Cu等温凝固的分子动力学模拟（2009年）是一篇深入研究铜液态转变为固态过程中微观结构变化的学术论文。该研究利用Tight-binding势函数，这是一种在材料科学中常用的近似方法，用于描述电子在晶体中的行为，来模拟Cu在等温条件下的固态化过程。作者通过分子动力学（MD）模拟技术，对液态铜在不同温度下的系统进行了细致的结构分析。 研究者关注的重点是系统的双体分布函数和配位数分布，这是衡量物质微观结构的重要参数。双体分布函数反映了原子间的距离分布，而配位数分布则揭示了每个原子周围的邻原子数量，这对于理解晶体结构的形成至关重要。他们观察了在等温凝固过程中，特别是FCC（面心立方）短程有序结构的变化，这是铜等温结晶过程中常见的结构模式。 论文还探讨了这些结构变化对H-A键类型的影响，H-A键代表了相邻原子之间的相互作用。通过键对分析方法，研究人员进一步确定了在不同弛豫时间下，如1551键向1541键的转变趋势。这种转变对于理解Cu的结晶过程及其早期阶段的生长机制具有重要意义。 作者发现，在Cu凝固结晶相变过程中，1551键的优先转化可能是由原子在两个方向上的扩散和弛豫驱动的，这两个过程对于形成初始的三维晶格结构至关重要。这意味着在冷却过程中，Cu原子不仅在其平衡位置上排列，而且还会经历一定的空间移动，以便优化其结构稳定性。 总结来说，这篇论文通过分子动力学模拟提供了液态Cu等温凝固过程中微观结构演化的定量描述，有助于深化我们对金属材料结晶过程的理解，对优化金属合金的性能和设计新的金属材料具有潜在的实际应用价值。