Исследование точки плавления интерметаллида NiAl сверхструктуры В2

  • Н.Ч.Х. Чунг Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (Барнаул, Россия); Институт ядерных исследований (Далат, Вьетнам)
  • Х.С.М. Фуонг Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (Барнаул, Россия); Институт ядерных исследований (Далат, Вьетнам)
  • М.Д. Старостенков Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (Барнаул, Россия)
Ключевые слова: молекулярная динамика, lammps, метод потенциала погруженного атома, точка плавления, фазовый переход, критическая скорость охлаждения, диаграмма температурно-временной трансформации

Аннотация

Применено компьютерное моделирование для исследования точки плавления при нулевом давлении интерметаллида NiAl со сверхструктурой В2 с использованием Lammps программного комплекса с потенциалом взаимодействия атомов, полученного по методу погруженного атома в работе Y. Mishin и др. Рассчитанный блок кристалла содержал 20x20x20 элементарных ячеек, включающих 16000 атомов, к границам расчетного блока прикладывались периодические граничные условия в трех направлениях. Для верификации качества потенциала Y. Mishin и других были выполнены компьютерные эксперименты по вычислению энергий образования точечных дефектов, энергии когезии, равновесного параметра решетки и упругих констант сплава NiAl при абсолютном нуле. Основная процедура моделирования была проведена по методу однофазного PVT ансамбля. Результаты моделирования были проанализированы и визуализированы с использованием программного комплекса Ovito и с функции радиального распределения и анализа общего числа соседей атомов. Исследовался интерметаллид NiAl сверхструктуры В2 в объеме начиная с температуры плавления 1840 К и возникновения кристаллизации при температуре 1153 К с высокой скоростью охлаждения. Хорошее согласие результатов моделирования и экспериментальных данных подтверждает возможность применения потенциала Y. Mishin и других для дальнейших работ по исследованию сплава NiAl сверхструктуры В2.

DOI 10.14258/izvasu(2017)4-01

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.
DOI:https://doi.org/10.14258/izvasu(2017)4-01

Биографии авторов

Н.Ч.Х. Чунг, Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (Барнаул, Россия); Институт ядерных исследований (Далат, Вьетнам)
аспирант кафедры физики; научный сотрудник
Х.С.М. Фуонг, Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (Барнаул, Россия); Институт ядерных исследований (Далат, Вьетнам)
аспирант кафедры физики; научный сотрудник
М.Д. Старостенков, Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (Барнаул, Россия)
доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой физики

Литература

Purja Pun G.P., Mishin Y. Development of an interatomic potential for the Ni-Al system // Philosophical Magazin. — 2009. — No.89.

Zhang W., Peng Yu., Liu Zh. Molecular dynamics simulations of the melting curve of NiAl alloy under pressure // AIP Advances. — 2014. — No.4.

Lozovoi A.Y, Mishin Y. Point defects in NiAl: The effect of lattice vibrations // Physical Review B. — 2003. — 68(18).

Darolia R., Walston W.S., Nathal M.V. NiAl Alloys for Turbine Airfoils. Superalloys // The Minerals, Metals & Materials Society. — 1996.

Wang Y, Liu Z.-K., Chen L.-Q. Thermodynamic properties of Al, Ni, NiAl, and Ni3Al from first-principles calculations // Acta Materialia. — 2004. V.52.

Meyer B. and Fahnle M. Atomic defects in the ordered compound B2-NiAl: A combination of ab initio electron theory and statistical mechanics // Physical Review B. — 1999. — V.59. — No.9.

Epiphaniou N. Modeling of dynamic friction across solid material interfaces using molecular dynamics techniques, PhD Thesis, Cranfield University. 2009.

Yu Z., Hass D.D., Wadley H.N.G. NiAl bond coats made by a directed vapor deposition approach // Materials Science and Engineering A. — 2005. — V.394.

Caro J.A., Pedraza D.F. The stability of irradiation-induced defects in NiAl // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. — 1991. — No.59-60, Part 2.

Wang B., Wang Y Calculation of point defects NiAl alloy // Journal of Materials Science and Technology. — 1997. — No.13.

Luo S.N., Strachan A., Swift D.C. Nonequilibrium melting and crystallization of a model Lennard-Jones system // Journal of Chemical Physics. — 2004. —120(24).

Plimpton S. Fast Parallel Algorithms for Short-Range Molecular Dynamics // Journal of Computational Physics. — 1995. — V.117.

Hoover W.G. Canonic dynamics: Equilibrium phase-space distribution // Physical Review A. — 1985. — V.31.

Stukowski A. Structure identification methods for atomistic simulations of crystalline materials // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. — 2012. — 20(4).

Stukowski A. Visualization and analysis of atomistic simulation data with OVITO — the Open Visualization Tool // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. — 2010. — 18(1).

Schroers J.Wu., Busch Y., R.& Johnson W. L. Transition from nucleation controlled to growth controlled crystallization in Pd43Ni10Cu27P20 melts // Acta Materialia. — 2001. — V.49.

Poletaev G.M, Krasnov V.Yu., Starostenkov M.D, Medvedev N.N., The research of the structure of amorphous metals by molecular dynamics method // Journal of Physics: Conference Series. — 2008. — 98.

Han J.J., Wang C.P., Liu X.J., Wang Y., Liu Z.-K., Zhang T.-Y., Jiang J.Z. Abnormal correlation between phase transformation and cooling rate for pure metals // Scientific Reports. — 2016. — 6.

Levchenko E.V., Evteev A.V., Belova I.V., Murch G.E. Molecular dynamics determination of the time-temperature-transformation diagram for crystallization of an undercooled liquid Ni50Al50 alloy // Acta Materialia. — 2011. — No.59, Issue 16.

Mishin Y., Mehl M.J., Papaconstantopoulos D.A. Embedded-atom potential for B2-NiAl // Physical review B. — 2002. — V.65.

Как цитировать
Чунг, Н., Фуонг, Х., & Старостенков, М. (1). Исследование точки плавления интерметаллида NiAl сверхструктуры В2. Известия Алтайского государственного университета, (4(96). https://doi.org/10.14258/izvasu(2017)4-01