D0I:10.13374/i.issn1001053x.1997.01.008 第19卷第1期 北京科技大学学报 VoL.19 No.1 1997年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.1997 非当量成分Ni,A1基合金的有序一无序转变* 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EAM(Embedded Atom Method)势基础上的等效原子模型，计算了模拟非当量 成分的Ni,AI基合金结构稳定性与长程有序(LRO)度的关系.结果说明：非当量成分下，Ni,A]基合 金有序无序转变温度随A1含量的增加而上升；其有序无序转变为形核长大的非均匀转变过程，理 论上不存在稳定的均匀部分有序结构：其介稳的部分状态组织为完全有序区和完全无序区的混 合组织.该结果能解释实验中所观察到的Ni,AI基合金有序无序转变. 关键词有序无序转变，金属间化合物，Ni-A1合金，计算机模拟 中图分类号TG111.3 在利用EAM势作用下的等效原子模型模拟计算当量成分的AB型和A,B型合金有序无 序转变的不同行为的基础上，进一步把此计算方法扩展到非当量成分，以考察成分对有序 无序转变的影响. 1非当量成分的等效原子模型 对于由A,B两种组元构成的有序合金，其当量成分为CA,和Co非当量成分合金的实际 成分为C,和C。·为了描述其长程有序，引入了2种机制：代位机制和空位机制.代位机制认为 成分偏离是由反位原子取代另一组元的原子形成的，空位机制则是由空位取代某一组元原子 形成成分偏离. 首先以Ca≤C。为例建立非当量成分等效原子模型.对于代位机制，成分偏离是由B类 原子取代位于A亚点阵上的A类原子形成的.长程有序度（σ）定义为，当σ=1，即处于有序状 态时，B亚点阵完全由B类原子占据，A类原子和过当量的B原子随机地占据A亚点阵；当 0=0,即完全无序时，A,B两类原子在两个亚点阵随机分布.其原子占位几率P(B类原子占 据α类阵点的几率)示于表1. 原子占位几率与0为线性关系，可以推得： =Cog+C1-0)C(1-C)20m-1 0 (1) 其中dg为Kronecker delta函数： 1996-10-22收稿第一作者男30岁博士 *国家自然科学基金资助项目第 19 卷 第 1期 1 9 9 7年 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s iyt o f S c i e n c e a n d T e e h n o l o g y B e ij ni g V o l . 1 9 N 0 . 1 F e b 。 1 9 9 7 非 当量成分 N i 3A I 基合金 的有序一无序转变 ’ 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 100 0 83 摘要 利用 建立在 E A M ( E m b ed d ed iA o m M e ht od ) 势基础 上 的等效原子模型 , 计算 了模拟非 当量 成分 的 iN 3 AI 基合金结构稳定性与 长程有序 (L R o )度的关 系 · 结果说 明: 非当量成分下 , iN 3 AI 基合 金有序无序转变温度 随 lA 含量 的增加而 上升; 其有序无序转变为形核长大的非均匀转变过程 , 理 论 上不存在稳 定的均匀部 分有序结 构; 其介稳 的部分状 态组织 为完 全有序 区和完全 无序区 的混 合组 织 · 该结果能解释实验中所观察到的 iN 3 IA 基合金有序 无序 转变 · 关键 词 有序 无序转变 , 金属 间化合物 , iN 一 lA 合金 , 计算机模 拟 中图分类号 T G l l l . 3 在 利用 E A M 势作 用 下 的等 效原 子模 型模 拟计算 当量成分 的 A B 型 和 A 3B 型合 金有 序无 序 转 变 的不 同行 为 1[] 的基 础 上 , 进 一步 把 此计 算 方法 扩 展 到非 当量 成 分 , 以 考 察成 分 对有 序 无序转 变 的影响 . 1 非当量成分的等效原子模型 对于 由 A , B 两种 组元 构成 的有序 合金 , 其 当量 成分 为 c^ 。和 C B。 , 非 当量成分 合金 的实 际 成分 为 c^ 和 几 · 为 了描 述其 长程有 序 , 引人 了 2 种 机制 : 代 位机 制 和空位 机制 . 代 位机 制认为 成分 偏离 是 由反 位 原子取代 另 一组元 的 原子 形成 的 , 空 位机 制则 是 由空位取 代某 一组元 原子 形成 成分偏 离 . 首先 以 吼 三 c^ 。 为例 建立 非 当量成 分等 效原 子模 型 . 对于 代位 机制 , 成分偏 离是 由 B 类 原子 取代 位于 A 亚点 阵上的 A 类原 子形成 的 . 长程 有序 度 (a) 定义 为 , 当 a 二 1 , 即处于 有序状 态 时 , B 亚点 阵 完全 由 B 类原 子 占据 , A 类 原子 和 过 当量 的 B 原 子 随机 地 占据 A 亚 点 阵; 当 a 一 。 , 即完全 无序 时 , A , B 两类 原子在 两 个亚 点 阵随机 分布 . 其原 子 占位 几率 代谓类 原子 占 据 a 类阵点的几 率 )示 于表 1 . 原子 占位几 率 与 a 为线性 关系 , 可 以 推得 : 到 _ c 。 。 、 e 。 ( l 一 。 。 、 、 三些二鱼迎曳二卫 a “ 一 、 甲 ` 0A ( l ) 其 中 d _ 。 为 lK o n e e k e r d e l t a 函数 : 月习J 19 9 6 一 10 一 2 2 收稿 第一 作者 男 3 0岁 博士 * 国 家 自然科学 基金 资助项 目 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1997. 01. 008