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本文采用分子动力学方法和镶嵌原子势,模拟了500个Cu原子(简称Cu500)组成的纳米颗粒的等温晶化过程。利用修正的均方位移(ReMSD)、键对分析技术和内在结构(IS)等方法对该过程中的结构和动力学行为进行分析研究,我们发现:与块体金属不同的是,Cu500纳米颗粒在某一温度保温时,其晶化时间并不是一个定值,而是存在一个统计分布,并且保温温度越低其晶化时间的分布范围越广,最长晶化时间越长。在低温晶化时,Cu500经历了一系列中间构型的转变才达到晶态,表现出多步晶化的特征。我们研究了颗粒的初始构型对晶化进程的影响,发现颗粒的初始结构特征和能量状态对其随后的晶化过程有着重要的影响,同一温度下,颗粒初始构型的IS能量越低其晶化时间越长,这一点在低温时尤其明显。 在Cu500的基础上,我们模拟了4000个Cu原子和13500个Cu原子(简称Cu4000和Cu13500)组成的纳米颗粒以及块体Cu的等温晶化过程。通过对这些颗粒在晶化过程中结构和动力学行为的分析研究,我们发现:低温时,不同尺寸的纳米Cu颗粒均出现多步晶化,且晶化时间的分布曲线远比高温时范围大。除了温度,颗粒尺寸对晶化行为也有重要的影响,尺寸越大,晶化时间越长,最终的晶化程度越高。但是晶化时间随尺寸增大而增加的趋势不会一直持续,我们发现,存在一个临界尺寸rc,小于rc时,晶化时间随颗粒尺寸增大而增加,大于rc时,晶化时间随尺寸增大而减小。