两种金属的势能曲面特征及与玻璃形成能力的关系

运用分子动力学模拟方法，采用镶嵌原子势，研究了金属cu和Ni。Al在发生玻璃转变过程中的势能曲面．我们计算了两种金属的内在结构（Inherent Structure简称Is），发现它们的内在势能在整个降温区间分为三个阶段：高温时，内在势能在一个较高的能量值附近波动；当系统的温度降低到熔点温度（h）时，内在势能大幅度减小；当体系温度降到玻璃转变温度（Tg）时，内在势能变得平稳．本文将Cu，Ni3A1和Lennard-Jones Binary Mixtures（BMLJ）液体的内在势能进行了比较，发现金属势能曲面与BMLJ液体的势能曲面存在明显的差异，与BMLJ液体相比，Cu和Ni3A1在高低温的内在势能差值很小，尤其是Cu的内在能量几乎不随温度变化，其差值的大小反映了液体的动力学性质的强弱．文章统计了cu和Ni3Al在不同温度下内在能量的概率分布，并计算了两种金属内在结构的海森矩阵特征值的概率分布，发现Ni3A1的势能曲面比Cu的势能曲面更粗糙，更易形成非晶．我们提出了一个由势能曲面计算流变激活能的新方法，并计算了Cu和Ni3A1的流变激活能，发现它们的激活能都随着温度的降低而升高，但是Ni3A1的激活能随温度降低升高得更快，在玻璃转变点附近，Ni3Al的激活能比Cu的激活能要高，这与Ni3Al比Cu有更好的玻璃形成能力有着密切的联系．金属的势能曲面的特征决定了金属的玻璃形成能力．