1、準(zhǔn)晶材料是只包含旋轉(zhuǎn)對稱性而不具有平移對稱性的特殊結(jié)構(gòu),它具有獨特的物理化學(xué)性質(zhì),已經(jīng)引起了人們越來越多的關(guān)注。利用準(zhǔn)晶的硬度特性將其作為合金強化相是它的重要應(yīng)用,但隨著溫度變化準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)會發(fā)生與晶體相結(jié)構(gòu)的可逆性轉(zhuǎn)變。因此了解和預(yù)測準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)材料的熱學(xué)與力學(xué)性能不僅對于新型準(zhǔn)晶材料的發(fā)現(xiàn)和制備,而且對于現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用都有重要的指導(dǎo)意義。本文應(yīng)用改進(jìn)的分析型嵌入原子模型(MAEAM)和分子動力學(xué)技術(shù),研究了準(zhǔn)晶體系的熱學(xué)與力學(xué)性能,主要包

2、括:二十面體AlNiRh準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊芘啪w結(jié)構(gòu)的相變機(jī)制以及通過單軸拉伸研究了準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。單晶二十面體AlNiRh塊體微觀結(jié)構(gòu)隨溫度變化的模擬表明:體系在溫度上升過程當(dāng)中出現(xiàn)了兩次結(jié)構(gòu)變化,溫度在600 K以下時體系保持穩(wěn)定,無明顯變化,結(jié)構(gòu)中的二十面體只有少量的減少。加溫至600 K以上體系向無序化轉(zhuǎn)變,二十面體子結(jié)構(gòu)消失,準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)結(jié)構(gòu),并且在此過程體系中有過渡相的BCC原子出現(xiàn)。至1100 K以上,體系中出現(xiàn)

3、了較多的FCC與HCP原子,過渡相消失,這與亞穩(wěn)準(zhǔn)晶會在高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)相的結(jié)果一致。體系在1800K發(fā)生熔化。對AlNiRh納米絲在600K以下溫度進(jìn)行單軸拉伸模擬過程表明,與傳統(tǒng)晶體的應(yīng)力應(yīng)變曲線不同,二十面體準(zhǔn)晶的屈服強度較小,且體系的應(yīng)力-應(yīng)變曲線明顯分為應(yīng)力上升、應(yīng)力平穩(wěn)與應(yīng)力下降三個階段,表現(xiàn)出良好的拉伸延性。團(tuán)簇子結(jié)構(gòu)在應(yīng)力上升階段受應(yīng)力作用結(jié)構(gòu)消失,但是團(tuán)簇中心Ni原子結(jié)構(gòu)維持穩(wěn)定,在應(yīng)變增大過程中有納米絲斷裂于頸縮位置