D0I:10.13374/i.issn1001053x.1997.01.006 第19卷第1期 北京科技大学学报 VoL19 No.I 1997年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.1997 稳定性与长程有序度的关系* 倪晓东王西涛陈国良 北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京100083 摘要利用建立在对势基础上的原子模型分析了结构稳定性与长程有序的关系，给出了二元体 系结合能与有序度解析关系的一般表达式，得出有序结构必须满足n≥”，>C的条件，结果表 明，同一合金体系中，B2结构本质上比L1,结构更难实现从有序向无序的转变. 关键词有序一无序转变，Ni-Al合金，合金相结构 中图分类号TG111.3 在许多二元系合金中，尤其在金属间化合物中，如Cu-Au,Ni-Al,Ti-A1系合金等，都存在 无序一有序转变.有序、无序不同的相结构使得合金表现出不同的物理化学性能和力学性能， 因此结构稳定性与长程有序度的关系是一个很令人关注的问题，本文利用对势描述原子间相 互作用，并采用等效原子模型，研究了结构稳定性与长程有序度相互关系的一般性规律，以研 究对势模型下合金有序一无序转变的一般性理论. 1计算方法 根据原子间相互作用的对势模型，合金体系的组态能为： Eo=0.52P, (1) 1=本 式中，i和j分别指合金体系中的第i原子和它的近邻原子，P,是可原子间的相互作用势，N为 体系原子总数.合金体系的结合能E定义为： E=Eot/N (2) 对于A,B两类原子组成的二元系合金，CA,C为A,B类原子的原子分数，不考虑具体的 晶体结构，定义两组亚点阵，即亚点阵a和b;当完全有序时，a类阵点完全由A类原子占据，b 类阵点由B类原子占据.合金体系的结合能主要由第一近邻原子间相互作用决定，因此为处 理问题方便，以下分析只考虑到第一近邻，这不影响结果的一般性， 设a类阵点的n个第一近邻中有n,个b类第一近邻，b类阵点的n个第一近邻中有n,个a 类第一近邻，可以推得： n/n=Ca/CA (3) 长程有序度σ定义为： 1995-10-20收稿 第一作者男30岁博士 ·国家自然科学基金资助项目第 ，卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 。 稳定性 与 长程有序度 的关系 倪晓 东 王 西 涛 陈 国 良 北京科技 大学新 金 属 材料 国 家重 点实验室 ， 北 京 摘要 利 用 建 立 在 对势基 础 上 的原 子模 型 分 析 了 结 构 稳 定性 与 长程 有序 的关 系 ， 给 出 了二元体 系结合能 与有序度解 析关 系 的一般表达式 ， 得 出有序结构必 须满足 。 全 。 的条件 · 结果表 明 ， 同一合金体系 中 ， 结构本质上 比 结构更难实现从有序 向无序的转变 · 关健词 有序一无序转变 ， 一 合金 ， 合金相 结构 中图分类号 在许多 二元 系合金 中 ， 尤其在金 属 间化合物 中 ， 如 一 ， 一 ， 一 系合金等 ， 都存在 无序一有序 转 变 有序 、 无序不 同的相 结构使得 合 金表 现 出不 同的物理 化学性 能和力学性 能 ， 因此结构稳定 性 与长程 有序度 的关 系是 一 个很令 人 关注 的 问题 本文利 用对势描述原子 间相 互作用 ， 并采用等 效原 子模 型 ， 研究 了结构稳 定性 与 长程有 序度相 互 关系 的一般性规律 ， 以研 究 对势模型下 合金有 序一无序转 变 的一般性理 论 计算方法 根 据原 子 间相 互作 用 的对势模 型 ， 合金 体系 的组 态能为 一 ”咚再凡 式 中 ， 和 分 别 指 合金 体系 中的第 原 子 和 它 的近 邻 原子 ， 气是 原子 间的相互作 用势 ， 为 体系原 子总 数 合金体 系 的结合能 定 义 为 ， 对于 ， 两类 原 子组 成 的二 元 系合金 ， ， 几为 ， 类 原子 的原子分 数 ， 不 考虑具体 的 晶体结构 ， 定义 两组 亚点 阵 ， 即亚点 阵 和 当完全有 序时 ， 类 阵点完全 由 类 原子 占据 ， 类 阵点 由 类 原 子 占据 合金 体 系 的结 合能 主要 由第 一 近邻原 子 间相 互 作用 决定 ， 因此 为处 理 问题 方便 ， 以 下 分 析只 考虑到第 一 近邻 ， 这 不 影 响结果 的一般性 设 类 阵点 的 。 个第 一 近邻 中有 。 ，个 类第 一 近邻 ， 类 阵点 的 。 个第一 近邻 中有 、 个 类第 一 近邻 ， 可 以 推得 吼 长程有序度 定义 为 一 一 收稿 第一 作者 男 岁 博 士 国家 自然科学基 金 资助项 目 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1997．01．006