α-Al_2O_3介孔材料导热特性的模拟

本文针对α-Al2O3有序介孔材料的导热特性开展分子动力学模拟分析.提出了一种保证电中性的孔道结构构造方法;采用逆非平衡分子动力学方法(muller-plathe法),选取Matsui势为作用势,模拟计算了Al2O3介孔晶体材料在不同环境温度下沿孔道轴向方向的热导率;并借助全面实验分析法,设计了模拟条件,以考察孔径和孔隙率对热导率的影响.模拟结果显示:介孔Al2O3热导率先随温度的升高呈上升趋势,并在200—400 K之间取得极值;而后在400—1400 K范围内,热导率随温度的升高几乎呈线性下降.孔隙率一定时,随孔径增大,介孔Al2O3材料比表面积降低,界面散射的抑制作用减弱,使材料热导率略有上升;孔径一定时,随孔隙率上升,孔道壁面声子数减少,材料热导率下降明显;相对于孔径因素,材料孔隙率对声子导热影响更大.     

颗粒团聚对纳米尺度熔化行为的影响

纳米粒子表面的大量空悬、不饱和键导致的高能量、不稳定性,使得颗粒之间极易自发形成团聚,限制了众多纳米特性的发挥。本文以银纳米颗粒的团聚体为研究对象,通过分子动力学模拟其熔化行为,采用势能-温度法获得熔点。结果表明,由于团聚,颗粒间形成了"颈部"结构,导致颗粒比表面积降低,进而引起熔点升高;相较于大颗粒团聚,极小颗粒间容易聚合成一个近似立方整体,有可能获得更高的熔点。通过X射线衍射及透射电镜对银纳米粉末进行表征,验证了团聚体的存在。采用热重-差式综合热分析仪对粉体的熔点进行了测量,与模拟结果吻合较好。