采用分子动力学方法模拟研究液态Ag-Cu合金在不同溶质浓度下快凝过程, 并通过双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数和扩展团簇类型指数法(CTIM)对其微结构演化特性进行分析。结果表明: Ag-Cu快凝玻璃合金的主要键型为1551键, 有明显的局域5次对称性, 主要原子组态以正则二十面体团簇(12 12/1551)为主, Ag₆₀Cu₄₀的遗传分数最高, 玻璃形成能力最强。

采用分子动力学方法, 模拟研究6个不同冷速下液态Ni₅₀Zr₅₀合金的快速凝固过程, 用双体分布函数、原子团类型指数、遗传跟踪等方法对快凝合金的微结构特征与演化特性进行表征和分析。结果表明: Ni₅₀Zr₅₀玻璃合金中数目最多的原子组态是Z11 Kasper团簇, 而非二十面体。快凝合金中的特征团簇趋向于聚合在一起形成中程序, 其数目随冷速的降低而增加。基本团簇的结构遗传均起始于T_m~T_g的过冷液相区, 其中Z11 Kasper团簇在T_g以上的附近温区具有最高阶段遗传分数。提高冷速有利于过冷液相区中基本团簇的阶段遗传分数增加和遗传的起始温度升高。冷速诱导的Ni₅₀Zr₅₀合金玻璃形成能力(GFA)的提高可以归因于特征团簇(如Z11 Kasper团簇)遗传能力的增强。

基于第一性原理计算, 探究合金元素Cu、Zr、W、Cr、Sn、Ni、In、Zn、Ir掺杂Ag基合金中的点缺陷形成焓H, 弹性常数C₁₁、C₁₂、C₄₄, 体模量B, 剪切模量G, 杨氏模量E及泊松比γ等参数表征材料的强韧度。分析不同合金原子掺杂进入Ag基体的难易程度, 以及合金原子和Ag原子价电子差值△V对Ag基合金弹性性能的作用。随合金原子和Ag原子价电子差值△V的增大, 对应Ag基合金总体抵抗塑性变形、抵抗剪切变形及在剪切变形时保持晶体结构稳定的能力均能够增强。进一步采用掺杂合金原子的Ag基合金在{1 0 0}面投影的差分电荷密度图显示了原子成键前后电荷转移的空间分布情况。结果发现: Ag基合金弹性性能均能增强的原因可归功于合金原子与Ag原子间的强键结合。