可用于液态微观结构模拟表征的原子忠诚度模型研究

论文摘要

作为物质三大形态之一的液体,广泛存在于生活中的方方面面,而对于液体结构的性质及演变规律也一直是人们所研究的热点问题。目前通常采用无规密堆积、高度无序晶体、自由体积模型等来解释液体结构,以上模型都成功地描述了液态结构下的长程无序和短程有序规律。最近,这些用于研究液体的模型也被用来解释说明金属玻璃的非晶态结构。但是,无论是短程有序还是中程有序,基于无规密堆积的模型描述的仅是液体瞬间状态,结果并没有显示出在液态下原子团簇的波动变化。所有的相变,包括液-固相变和液-液相变都是随时间变化的非均相过程,因此有必要考虑到液体中原子的运动。本文设计了一种新的微观结构模型,命名为原子忠诚度模型。通过分子动力学模拟,考虑不同时间条件下原子相互配位情况,揭示在液态结构中的原子间瞬态特性以及微观团簇结构在液态中的转变。利用本模型,可以更直观的理解和描述在液态下的微观结构团簇以及团簇之间的相互转化过程,有助于理解发生在液态-液态之间的转变和液态-固态之间的转变,从而形象的理解从液态到非晶态的转变过程。通过分子动力学模拟,用铜的熔化、锆的结晶和铜锆二元合金的玻璃固化过程对该模型进行验证,模拟结果与前人结论吻合度高。最后,我们运用原子忠诚度模型解释了发生在液态-液态之间的相变现象。结果显示,液-液相变是一种从液态冷却到固态进程中必然发生的现象。其特征为液态原子中开始出现不随时间变化的忠诚原子,当全部原子都具有了忠诚原子时,液体的微观结构会发生变化,从而发生液-液相变现象。该模型可为今后研究液态-玻璃转变的非晶形成能力提供一种简便实用的模拟方法。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 薛晨光

导师: 张世良

关键词: 原子忠诚度,液态结构,液液相变,分子动力学

来源: 燕山大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 燕山大学

分类号: O552.41

DOI: 10.27440/d.cnki.gysdu.2019.001436

总页数: 60

文件大小: 3856K

下载量: 26

相关论文文献

• [1].液-液相变溶剂混合过程的数值模拟[J]. 当代化工 2019(04)
• [2].液-液相变溶剂捕集CO_2技术研究进展[J]. 化工学报 2018(05)
• [3].液-液相变溶剂捕集CO_2烟气技术的研究进展[J]. 化学工程师 2018(06)
• [4].对流对偏晶合金液-液相变过程的影响[J]. 金属学报 2008(09)
• [5].科学家证实水有两种液相[J]. 中国食品学报 2018(01)
• [6].Cu基亚稳难混溶合金液-液相变[J]. 北京科技大学学报 2008(12)
• [7].空间微重力条件下偏晶合金凝固研究进展[J]. 中国科学:物理学 力学 天文学 2020(04)
• [8].对流和弥散相液滴运动对偏晶合金凝固的影响[J]. 金属学报 2009(12)
• [9].Al-Pb偏晶合金连续凝固过程模拟[J]. 金属学报 2010(06)
• [10].原位富Pb粒子/铝基金属玻璃基体复合材料的设计与制备[J]. 金属学报 2010(01)

标签：原子忠诚度论文;  液态结构论文;  液液相变论文;  分子动力学论文;