摘要：随着材料的微观化、纳米化，纳米材料往往显示出与块状材料截然不同的性能。分子动力学模拟研究主要是用来研究不能直接观察到动态的原子现象，如相变和薄膜生长。它也用于探索纳米技术。在本文中我们采用分子动力学方法对纯铁纳米线的相变进行了研究。首先通过晶格常数、体弹模量等材料本征特性的模拟计算及与理论值的比较，对模拟采用的原子间插入势MEYER-ENTEL势进行了测试。在本文的主要部分，对升/降温的过程纯铁纳米线的奥氏体及马氏体相变进行了研究。除了对相变温度进行了模拟测定，研究的重点集中于相变的成核-长大机制。此外，我们还对相变路径进行了分析。72616

毕业论文关键字：相变 ；纳米线； 分子动力学模拟

Molecular dynamics simulation of pure iron nanowires

Abstract :  With the microscopicization of materials, nano-materials tend to show a very different performance compared with bulk materials。 Molecular dynamics, as an important simulation method, is used to study the phenomenon, which cannot be directly observed in experiment such as phase transition or thin film growth。 This method is particularly suitable to study the nanosystems。 In this thesis, this method was used to study the phase transition in pure iron thin-films。 The Meyer-Entel interatomic potential was tested by calculation of the basic properties such as lattice constant, bulk modulus and following comparison with the following literature values。 In the main part of this thesis, a temperature cycle was used to initiate the austenitic and martensitic phase transition in pure iron nanowire。 Besides the calculation of the transition temperature, we focused on the nucleation-growth process during the phase transitions。 Furthermore, the transition-path was also analyzed。

KeyWords: Phase Transition; Nanowires; Molecular Dynamics Simulation; 

目录

1 绪论 1

1。1 引言 1

1。2 文献综述 1

1。2。1 钢铁 1

1。2。3 纯铁 2

1。2。4 纳米线 4

1。3相变 4

1。3。1 相变概述 4

1。3。2 马氏体相变 4

1。4块状材料的研究背景 5

1。5 分子动力学方法 6

1。5。1 分子动力学概述 6

1。5。2 基本原理 7

1。5。3 分子动力学的运用 8

1。6 边界条件 9

1。6。1 周期边界条件 9

1。6。2 自由边界条件 9

1。6。3 固定边界条件 9

1。7 系综 9

1。8 原子间作用势 9

1。8。1 原子间嵌入势(EAM) 9

1。8。2 Meyer-Entel-势 10

1。9 原子结构识别 10

2 模拟方法 11

2。1 Meyer-Entel 势的测试 11

2。1。1 晶格常数及原子结合能的计算 11

2。1。2 体弹模量的计算 11