Thermal and magnetic phase transition properties of a binary alloy spherical nanoparticle: A Monte Carlo simulation study
采用Monte Carlo(MC)模拟方法和Metropolis算法,研究了半径为$A_{p}B_{1-p}$的$r$型二元合金球形纳米粒子的有限温度相变性质.该系统由两种不同的磁性元件组成,即$A$和$B$,系统的元件已被选择为$A$和$B$,分别为$σ= 1/2$和$S=1$。给出了相图、相关平面内的总磁化强度和磁化率的完整图像,并详细讨论了纳米粒子半径、$A$型原子的活性浓度值以及其它系统参数对所考虑系统的热、磁相变特征的主要作用。我们的MC调查清楚地表明,它是可能的,以控制系统的关键特征行为的帮助下,可调的哈密顿参数。
2016-09-08 cond-mat.stat-mech
Ab-initio free energies of liquid metal alloys: application to the phase diagrams of Li-Na and K-Na
不同相和不同成分之间的自由能的比较是预测合金相图的基础。为了允许直接比较,需要能量或熵的一致参考点,并且熵必须放在绝对尺度上,产生绝对自由能。在这里,我们推导出绝对自由能的从头计算分子动力学(AIMD)的液体相结合的直接模拟的熵来自模拟密度和对关联函数。作为一个例子,我们计算了两个二元碱金属合金,Li-Na和K-Na的相图,揭示了在前一种情况下的临界点和液-液相分离,在后者的深共晶。与实验数据的良好一致性证明了这种简单方法的强大功能。
2021-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Magnetic response of a disordered binary ferromagnetic alloy to an oscillating magnetic field
本文采用局域自旋更新Metropolis算法的蒙特卡罗模拟方法,研究了正方晶格上$A_{p}B_{1-p}$型无序二元铁磁合金的非平衡相变性质和定态处理。经过详细的分析,我们发现该体系表现出许多有趣的和不寻常的热行为和磁行为,如动态相变点的位置随外加磁场的振幅和周期以及$A-$型组分的活性浓度而显著变化。许多努力也致力于澄清磁滞工具,如磁化率,动态回路面积以及随时间变化的磁化强度和外部随时间变化的外加场之间的动态相关性,作为周期和场幅度的函数,以及$A-$型组分的活性浓度,并且已经报道了突出的物理发现,以便更好地理解本系统的动态过程。
2015-04-11 cond-mat.stat-mech
Competing jump cycles for vacancy diffusion in binary alloys
利用网络上无规行走的性质计算了二维有序二元合金中空位扩散(通过一次和六次跳跃循环)的平均首次跃迁时间(MFPTs)。我们研究了温度和相对势垒高度对两个循环的MFPTs之间的比率的影响。我们发现,六跳周期所需的时间比一跳周期的参数范围内考虑。
2008-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Percolation Diagrams Derived from First-Principles Investigation of Chemical Short-Range Order in Binary Alloys
Northwestern University(西北大学);Arizona State University(亚利桑那州立大学)
本研究通过第一性原理计算,构建了二元合金中化学短程有序的渗透图,揭示了SRO对渗透阈值的影响,为抗腐蚀合金设计提供理论依据。
2025-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Kinetics of Joint Ordering and Decomposition in Binary Alloys
我们研究相分离的模型合金进行排序和分解,利用计算机模拟川崎交换动力学的正方形晶格。淬火后的可熔性差距,我们观察到一个早期阶段,其中有序的发展,而组合物几乎保持一致。然后分解开始分离成有序相和无序相。两个球平均的结构函数,相关的分解和订购,都观察到服从标度规则在粗化后期的特征长度的时间增加是一致的$a(t^{1/3} + b)$。虽然$a$在低浓度的少数组分的有序化和分解是相似的,但它显示出随有序化(分解)浓度的增加(减少)。域形态被发现依赖于少数组分的浓度,在某种程度上,这表明在有序域的无序相的反相边界的润湿。
1997-03-10 cond-mat.stat-mech
Geometric Study on Canonical Nonlinearity for FCC-based Binary Alloys
针对面心立方基等原子比二元合金,研究正则非线性(CN)中组态空间特殊向量场与KL散度的关联,发现局域贡献强正相关、非局域贡献无关联,且平均非局域非线性可由组态多面体归一化几何距离表征。
2025-08-25 cond-mat.stat-mech
Influence of model asymmetry on kinetic pathways in binary Fe-Cu alloy: a kinetic Monte Carlo study
采用动力学蒙特卡罗模拟方法,模拟了二元Fe-Cu合金的非对称性,得到了相同的微观组织。本文提出了一种基于热力学数据计算模型非对称性对原子间相互作用势的影响的方法,并对该方法进行了评价。结果表明,动力学途径是敏感的模型不对称性,并与经典的增长和粗化理论。使用实验扩散数据并与模拟结果进行比较,以确定模拟的现实组合。
2014-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Interplay between thermal percolation and jamming upon dimer adsorption on binary alloys
利用蒙特卡罗模拟研究了二聚体在不同结构有序度的二元合金上随机顺序吸附的阻塞和渗流过程。利用合金与Ising模型(守恒序参量)之间的同构关系,得到了等摩尔混合物作为底物。然后,混合物的退火温度$T$是表征不同组衬底的连续参数,从而形成沉积工艺。当合金在Onsager临界温度($T_{c}$)下经历有序-无序相变时,沉积在衬底上的二聚体的堵塞和分散性质经历非平凡的变化。这些都反映在一个密度-温度相图与三个明确界定的区域。我们发现,对于$T < T^* = 1.22 T_{c}$的干扰的发生,防止发病的扩散集群,而渗流是可能的$T > T^{*}$。特别注意的是集中在接近$T^{*}$,干扰和渗透之间的相互作用限制波动,迫使指数似乎不同的标准渗透普适类。通过与热转变的类比,我们研究了渗透的开始,使用{ \it温度}(在这种情况下,衬底退火温度)作为控制参数。通过提出热标度Ansatzes,我们分析了逾渗阈值及其热诱导涨落的行为。同时,还测定了团簇的分形维数。基于这些测量和优秀的数据崩溃,我们得出结论,标准渗流的普适类是保持所有温度。
2007-06-04 cond-mat.stat-mech
The Geometry of Slow Structural Fluctuations in a Supercooled Binary Alloy
采用分子动力学模拟研究了二元合金非晶形成过程的液态结构。分析相结合的共同邻居分析与几何方法的弗兰克和卡斯珀建立的过冷液体包含扩展的集群,其特征在于由相同的短程命令的晶体。在这些集群中的波动表现出很强的相关性与波动的固有结构能量。因此,冷却时热容的急剧增加直接与弗兰克-卡斯珀星系团的波动增长相关联。团簇中粒子的弛豫主导了自中间散射函数的慢尾。
2009-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Epitaxial growth of binary alloy nanostructures
用动力学蒙特卡罗模拟研究了二元合金在弱相互作用衬底上的随机生长。基础晶格模型与面心立方合金相关,动力学基于沉积、带有键断裂过程的原子迁移以及由最近邻跳跃步骤介导的交换过程。我们调查的表面过程和新兴的非平衡结构之间的相互关系,在生长表面下的条件下,在散装的原子可以被视为不动的。模型参数适用于CoPt_3合金。生长的纳米团簇表现出各向异性的短程有序,主要是由Pt偏析在表面。整体结构各向异性取决于Pt表面偏析和团簇形状,并可以解释最近在范德华衬底上的CoPt_3纳米团簇中测量的垂直磁各向异性(PMA)。团簇中的L1_2有序化是由表面过程引起的。同样的动力学模型也适用于连续的薄膜,它另外可以表现出小的体积贡献PMA。
2006-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Phase field crystal dynamics for binary systems: Derivation from dynamical density functional theory, amplitude equation formalism, and applications to alloy heterostructures
基于动力学密度泛函理论(DDFT),对单组分和二元体系的相场晶体(PFC)动力学模型进行了推导。推导是基于DDFT中的三点直接关联函数的截断,以及使用尺度分析的最低阶近似。完整的振幅方程形式主义的二元PFC的发展来描述缓慢变化的复杂振幅的结构轮廓,零模平均原子密度,和系统浓度场的耦合动力学。噪声(对应于随机振幅方程)和物种依赖的原子迁移率的影响也被纳入这种形式主义。一个样品的应用研究合金异质结构和应变层生长的表面偏析和界面混合的结果,显示不同的原子尺寸和合金成分的迁移率的影响。在界面处的成分过冲的现象被发现,这可以连接到最近的合金异质结构的实验中观察到的原子组分之一的表面偏析和富集。
2010-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Ordering kinetics in an fcc A_3B binary alloy model: Monte Carlo studies
利用原子-空位交换算法,研究了面心立方A_3B二元合金模型中无序相温度淬火后的有序-无序转变动力学。我们观察到两个明显不同的顺序的情况下,取决于是否最终温度T_f下降高于或低于排序的旋节T_{sp},这是推导出模拟平衡。对于浅猝灭(T_f> T_{sp}),我们确定了一个孵化时间tau_{inc},它表征了通过形成超临界有序核的有序化的开始。我们使用的算法与示踪剂在Cu_3Au合金中扩散的实验信息一起,使我们能够估计与该材料中的tau_{inc}有关的物理时间尺度。深度猝灭,T_f< T_{sp},导致旋节有序。长时间的粗化过程比Lifshitz-Allen-Cahn t^{1/2}定律预测的要慢得多。结构相关的两种类型的畴壁,出现在我们的模型的几何形状的因素被发现是一致的Porod的法律在一个和两个维度。
2002-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Free Volume cannot Explain the Spatial Heterogeneity of Debye-Waller factors in a Glass-Forming Binary Alloy
我们检查每个粒子的自由体积和粒子位置的方差之间的关系,相当于一个当地的Debye-Waller(DW)因子的二维玻璃形成合金使用分子动力学模拟。我们发现,后者的数量表现出显着的空间异质性,尽管涉及的轨迹两个数量级短于那些通常用来衡量这种异质性。我们发现,自由体积没有表现出显着的空间相关性与当地DW因子。我们的结论是,在局部自由体积的空间变化是不是短期的动态不均匀性的原因。
2005-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase field modelling voids nucleation and growth in binary systems
我们提出了一个全面的研究空洞的形成,形核和生长的二元合金的原型模型进行辐照通过使用相场和速率理论的基础上的组合方法。结果表明,空洞的形成是由于辐照产生的空位通过晶格的弹性形变相互作用以及空位与合金成分场的耦合而引起的。相图说明有关的固溶体,相分解,和图案化的状态的形成。从过饱和的整体空位形成的空隙是伴随着合金成分的组合物重排。结果发现,弹性的不均匀性导致在初始制备的二元合金中形成各向异性沉淀物,导致在辐照下形成空隙超晶格。结果表明,根据扩散控制的沉淀过程中,空洞形核和长大剂量,空洞生长的普遍动力学揭示。利用与大多数合金和钢有关的材料参数,对空洞的主要定量和统计特征进行了估算,结果与实验观察结果吻合良好。
2018-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Effect of chemical short-range order and percolation on passivation in binary alloys
本文为面心立方二元合金开发了考虑化学短程有序的渗流模型,利用蒙特卡洛重正化群方法发现渗流阈值是SRO参数的函数,并构建渗流转变模型解释电化学钝化行为,表明SRO可作为改善耐腐蚀性的加工参数。
2024-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Interface kinetics in phase field models: isothermal transformations in binary alloys and steps dynamics in molecular-beam-epitaxy
我们提出了一个统一的描述界面动力学效应的相场模型等温转变在二元合金和步骤动力学的分子束外延。相场运动方程包含了相场和浓度场之间的动力学交叉耦合。这种交叉耦合概括了动力学效应的现象,直到最近才在经典相场模型中被忽略。我们推导出一般表达式(独立的相场模型的细节)的动力学系数在相应的宏观方法使用物理动机的减少过程。后者相当于所谓的薄界面极限,但在技术上更简单。它涉及到计算的有效耗散,可以归因于相场模型中的界面。我们详细讨论了一个非正定矩阵的动力学系数的可能性,即一个负的有效界面耗散,虽然在底层相场模型的稳定范围内。在数值计算上,我们研究了由于Ehrlich-Schwoebel效应,在我们的模型中,由于交叉耦合的分子束外延的阶梯聚束不稳定性。使用的减少过程中,我们比较的相场模拟的结果与宏观方法的分析预测。
2014-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Heterogeneous aggregation in binary colloidal alloys
采用分子动力学(MD)模拟方法研究了两种类型的颗粒在不同类型的力作用下形成非平衡结构的过程。我们研究了结构形成的时间演化以及由此产生的聚集体的结构特性,通过研究径向分布函数(RDF)。由此产生的聚集是很好地描述了一个二元胶体凝胶。我们比较了一种粒子的结构特性。根据MD结果,很明显,两种情况下的RDF之间存在显著差异。此外,我们发现,平均配位数一般是较大的单分散的情况下,考虑所有的面积分数。因此,通过非均相聚集,可以获得各种各样的结构,同时对于单分散胶体聚集形成更紧密堆积的结构。
2002-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech