不同过冷度条件下HCP-Mg凝固过程中的空位捕获

采用不同的分子动力学(molecular dynamics, MD)技术模拟了密排六方(hexagonal close-packed, HCP)金属Mg在深、中、浅过冷度条件下的凝固及退火过程,并利用新建的时间平均原子体积谱(time-averaged atomic volume spectrum, TAVS)方法对空位进行了标定分析.结果表明:凝固过程中的空位捕获效应非常明显,即过冷度越大,捕获空位的浓度就越高,且远高于对应的平衡空位浓度.同时发现, HCP-Mg在凝固过程中存在一定量的自间隙原子.这与对称性更高的面心立方(face-centered cubic, FCC)金属Al完全不同.此外,HCP-Mg的空位原子(vacancy atoms, VA)笼存在外扩位移,而不是目前普遍公认的金属空位原子的内缩位移.