分子动力学分析Cu/Al2Cu/Al体系的扩散过程

CUI Yun-feng,WANG Wen-yan,XIE Jing-pei, WANG Ai-qin,MAO Zhi-ping, GAO Ming

Transactions of Materials and Heat Treatment（2023）

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摘要

基于分子动力学方法,对Cu/Al2Cu/Al体系界面扩散过程进行了模拟研究.探讨了不同保温温度对Cu/Al2Cu界面及Al/Al2Cu界面扩散的影响,通过原子的均方位移和扩散系数对界面处原子的扩散行为进行分析,并通过径向分布函数和原子沿Z轴浓度分布对界面演变进行分析.结果表明:在Cu/Al2Cu界面处,Cu原子能够深入扩散到Al2Cu 内部,而Al2Cu在933 K及以上时才能在界面附近向Cu侧扩散.界面处过渡层的厚度随着保温温度的升高而增加,且过渡层逐渐向两侧扩展.在Al/Al2Cu界面处,Al原子与Al2Cu相互扩散的现象非常明显,Al层在扩散过程中有序结构被破坏,呈现出混乱的状态;Cu层能够保持较高的有序性,但在933 K及以上时,Cu层结构有序性逐渐被破坏,且界面附近Cu层原子的结构相较于纯Cu层更为混乱.

关键词

molecular dynamics,Cu,Al,Al2Cu,interfacial diffusion

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