非晶合金以优异的物理化学性能，自诞生以来就成为了研究的热点。Ni-Zr非晶合金以良好的力学性能，以及不错的非晶形成能力引起研究者的广泛关注，但关于其形成机制，以及影响其非晶形成能力因素的研究还需深入。其中，采用分子动力学（MD）模拟分析合金熔体和金属玻璃的微观结构和玻璃转变行为迄今已取得诸多重要进展。

来自太原理工大学的潘少鹏等采用分子动力学模拟的方法，以Ni-Zr为初始模型，对降温过程中体积的变化以及高温熔体的热力学参数、相关结构参数方面进行分析，分析影响其非晶形成能力的因素。相关研究成果在《功能材料》上发表。

研究人员采用经典分子动力学模拟方法，使用LAMMPS中的Finnis-Sinclair经验势函数对不同成分Ni-Zr合金进行微观原子结构和相关热力学性质分析。初始构型选取1000，000个原子按照成分比例随机分布，所有维度均采用周期性边界条件（PBCs），整个模拟过程均采用等温等压系综（NPT，P=0），其中恒定压强始终设置为0GPa，模拟过程步长为0.1fs。先在T=2500Ｋ高温下弛豫1ns，然后以10¹²K/s的恒定冷却速率降温至10Ｋ，最后取300Ｋ温度下弛豫1ns。各模型每隔10000步长输出构型文件，就可以得到Ni-Zr合金初始样品。计算样品降温过程中的体积随成分的变化，利用2500Ｋ时输出的构型文件，分析Ni-Zr合金高温熔体的原子结构参数及热力学性质。结果表明：Ni-Zr合金在Ni含量占比60％～90％区间段，非晶形成能力先逐渐下降后逐渐回升，在Ni含量占比75％时非晶形成能力最弱（图1）。混合焓、混合熵、混合自由能三个热力学参数在Ni含量占比60％－90％区间，始终为单向变化与非晶形成能力的变化未表现出明显相关性（图2）。混合自由能的二阶偏导数先增大后减小，热力学因子的变化与Ni-Zr合金非晶形成能力先减弱后增强明显相关。Zr-Zr双体分布函数Ni占比75％前后第二峰峰值超过第一峰，Ni原子与Zr原子周围最高配位数的小幅先增后减，与Ni-Zr合金非晶形成能力先减弱后增强的变化可能有一定相关性（图3）。Ni-Zr键的Warren-Cowley参数先负值增大后负值减小，及Ni-Zr键键长先减小后增大，与Ni-Zr合金非晶形成能力先减弱后增强的变化趋势相同（图4）。Ni原子与Zr原子间的结合能力变化，影响Ni-Zr合金的非晶形成能力。此项研究有利于加深对合金高温熔体与非晶形成能力间关系的理解。