冷却速率对Lennard-Jones体系凝固过程中结构与动力学性质的影响

用分子动力学模拟方法研究了五种不同冷却速率对Lennard-Jones体系凝固过程中结构与动力学性质的影响。采用两种不同的方法来确定玻璃转变温度Tg,并且对结晶温度Tc、径向分布函数g(r)、均方位移函数MSD与扩散系数D、平均配位数进行比较分析。结果表明：冷却速率影响Lennard-Jones体系凝固过程中的结构。当使用足够高的冷却速率冷却时,体系发生玻璃化转变,而且冷却速率越快,玻璃转变温度越高;当冷却速率较小时,体系形成晶体,而且冷却速率越慢,结晶温度越高,结晶程度也越高。同时发现,冷却速率对扩散系数和平均配位数也有很大影响,二者在体系发生玻璃转变时都有一个缓变的过程,表明了过冷液相区的存在。     

冷却速率对Lennard-Jones体系凝固过程中结构与动力学性质的影响

用分子动力学模拟方法研究了五种不同冷却速率对Lennard-Jones体系凝固过程中结构与动力学性质的影响.采用两种不同的方法来确定玻璃转变温度Tg,并且对结晶温度Tc、径向分布函数g(r)、均方位移函数MSD与扩散系数D、平均配位数进行比较分析.结果表明:冷却速率影响Lennard-Jones体系凝固过程中的结构.当使用足够高的冷却速率冷却时,体系发生玻璃化转变,而且冷却速率越快,玻璃转变温度越高;当冷却速率较小时,体系形成晶体,而且冷却速率越慢,结晶温度越高,结晶程度也越高.同时发现,冷却速率对扩散系数和平均配位数也有很大影响,二者在体系发生玻璃转变时都有一个缓变的过程,表明了过冷液相区的存在.     

金属Cu熔化结晶过程的分子动力学模拟

采用常温、常压分子动力学模拟技术,研究了在周期性边界条件下,由８６４个Ｃｕ原子构成的模型系统的熔化、结晶过程。原子间相互作用势采用ＥＡＭ势。模拟结果表明：在连续升温过程中,金属Ｃｕ在１５２０Ｋ熔化;以不同的冷速进行冷却,在较慢冷却条件下,液态Ｃｕ在１０１０Ｋ结晶;当冷速较快时,液态Ｃｕ形成非晶态。分析了升降温过程中熔体偶分布函数、原子体积、能量、ＭＳＤ随温度的变化特征。     

金属Cu晶化与玻璃化行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法,运用Mishin镶嵌原子模型,研究了液态Cu在不同冷却条件下的晶化与玻璃化行为.记录了系统能量、体积、径向分布函数及公共近邻的变化,并在0K分析了弛豫后系统原子内能、原子Voronoi体积及原子应力等热力学性质的分布情况.模拟结果表明,在较慢的冷却条件下,液态Cu形成晶态;在较快的冷却条件下,液态Cu形成非晶态.与晶态Cu比较,金属玻璃Cu有较高的能量和较大的体积,其内部晶格畸变导致了本征应力的存在.     

耐蚀合金Al3Ni和Ni3Al液态冷凝过程的比较研究

采用F S多体势对液态合金Al3Ni和Ni3Al在不同冷却速度下的微观结构及其转变机制进行了分子动力学模拟 ,得到了不同冷速下各温度的双体分布函数 ;采用HA键型指数法对其结构进行了分析 ,结果表明 :Al3Ni在两种冷速下均以非晶的形式出现 ,只是慢冷时体系的有序度略有升高 ;而Ni3Al的结构及能量转变受冷速影响较大 ,快冷时形成非晶 ,而慢冷时出现明显结晶 ;同样冷速下Al含量较少的Ni3Al体系的有序度高 ,更易形成晶体 ,晶体的形成过程中有能量突变 .     

根据中子散射计算非晶态物质径向分布函数的N-RDF程序

单个地利用非晶物质对X射线、中子和电子的相干散射,可以计算其原子、电子或分子密度全径向分布函数(RDF),也可以同时利用这三种射线的干涉函数求解偏径向分布函数(P-RDF),以获得更精细的结构信息. 作者已报道了一个根据广角度X射线数据计算全径向分布函数的通用计算机程序[1](此程序已修改移置到通用的IBM-PC微机上).阚香兰等人[2]介绍了一个用 BASIC 语言编写的根据电子衍射数据计算非晶高聚物径向分布函数(RDF)的程序.本文简要介绍我们在IBM-PC 微机上用FORTRAN 语言(绘图程序用BASIC 语言)编写的根据中子散射数据计算各…     

聚氨酯结构与径向分布的分子动力学模拟

采用分子动力学方法计算得到DHI-乙烯醇聚合体系统的结构和径向分布函数。讨论了系统结构和径向分布函数与温度和压力之间的关系。结果表明粘合系统的空间分布一般地随着温度和压力的增加而收窄,对增加聚氨酯系统的粘合性具有积极的意义。     

聚氨酯结构与径向分布的分子动力学模拟

采用分子动力学方法计算得到DHI-乙烯醇聚合体系统的结构和径向分布函数.讨论了系统结构和径向分布函数与温度和压力之间的关系.结果表明粘合系统的空间分布一般地随着温度和压力的增加而收窄,对增加聚氨酯系统的粘合性具有积极的意义.     

纯铝熔体微观结构演变及液固相关性研究…

对液态Ａｌ在不同冷速下的微观结构及其转变机制进行了分子动力学模拟,模拟采用紧束缚势,得到了不同温度、不同冷速下,Ａｌ的双体分布函数;采用ＨＡ键型指数法统计了各种小原子团在不同温度下所占比例,得到原子组态变化的重要信息．结果表明,在冷却速率较慢时,液态金属Ａｌ最终形成晶态,当冷却速率较快时,液态Ａｌ最终形成非晶态;液态金属中的键对是液态Ａｌ的基本构成单元,液态Ａｌ在形成晶体时,１４２１,１４２２键对起非常重要的作用;而１５５１,１５４１键对对非晶的形成有重要的影响 关键词：     

压力诱致非晶合金形成

 对Cd-Sb体系高压下的非品形成过程进行了研究，并详细地从理论上分析了压力对冷却过程的形核自由能、临界冷速的影响。发现高压亚稳相的形成是非晶形成的先决条件，而一般只有那些体积随着温度的升高而减小的体系能形成高压亚稳相。对于此类体系，压力能促进形核，抑制生长，极大地降低临界冷却速度，从而促使高压亚稳相的形成。另外，高压亚稳相的形成存在一临界压力，压力必须大于临界压力方可形成亚稳相。最后，高压亚稳相由于动力学条件的抑制而转变为非晶。     

Cooling rate effects on structure and thermodynamics of amorphous nanoparticles

Cooling rate effects on structure and thermodynamics of amorphous nanoparticles were studied in a spherical model using Molecular Dynamics (MD) method. The good equilibrium melts are cooling down by three different cooling rates in order to observe the cooling rate effects. We find that cooling rate effects on thermodynamic quantities such as potential energy and surface energy are more pronounced than those for static quantities. Microstructure of amorphous nanoparticles is analyzed via radial distribution function (RDF) and coordination number distributions. Relatively weak cooling rate effects on such quantities are found. Microstructure of surface and core of amorphous nanoparticles are analyzed.     

Cooling-rate effects in simple monatomic amorphous nanoparticles

Cooling-rate effects in simple monatomic amorphous nanoparticles were studied in a spherical model containing 2469 atoms using a molecular dynamics (MD) method under non-periodic boundary conditions. We used the pair double-well interaction potential developed by Engel and Trebin [Phys. Rev. Lett. 98 225505 (2007)]. To observe the cooling-rate effects, the initial, well-relaxed models at a high temperature (i.e. in liquid state) were cooled to zero temperature at three different cooling rates. Cooling-rate effects on thermodynamic quantities, such as potential and surface energy, were more pronounced than those for static quantities. The potential and surface energy of the nanoparticles decreased with decreasing cooling rate, indicating the formation of more stable configurations with lower cooling rates. The microstructure of amorphous nanoparticles was analyzed via radial distribution function (RDF), coordination number and bond-angle distributions. Relatively weak cooling-rate effects on such quantities were found. Honeycutt–Andersen analysis for different bond pairs was used and discussed. The microstructure of the surface and core of amorphous nanoparticles were analyzed and the evolution of nanoparticle structures upon cooling from the melt discussed. Cooling-rate effects in a short-range interaction system are discussed and compared with those in long-range systems.     

丙三醇浓溶液玻璃化转变与结构松弛参数DSC分析

利用差示扫描量热仪研究了5种高浓度丙三醇水溶液(60%、70%、80%、90%、100%)的玻璃化转变行为,以考察水分含量和升降温速率对其玻璃化转变行为和结构松弛参数的影响.采用4种线性升降温速率(10、15、20、25K/min)获得玻璃化转变的相关参数.利用GordonTaylor方程对玻璃化转变温度的分析结果表明,水对丙三醇增塑常数的计算结果与升降温速率和玻璃化转变温度的读取方法有很大关系.玻璃化转变过程的比热容变化不仅随水分含量的增加而增加,而且与升降温速率也有一定的依赖关系.结构松弛活化能的计算结果表明,随体系水分含量的增加,体系的结构松弛活化能和动力学脆度都逐渐降低.随水分含量的变化,热力学脆度和动力学脆度表现出相反的变化趋势.     

铜-铝扩散焊及拉伸的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了铜-铝扩散焊过程，分析了理想平面铜-铝试件(001)晶面间扩散焊的过渡层厚度，并利用径向分布、键对分析方法分析了在不同的降温速率下过渡层的结构变化.降温速率大时，过渡层保持原有无序结构，降温速率小时，过渡层从无序结构向面心立方结构转变.还对扩散焊后的铜-铝试件进行了拉伸模拟，并与尺寸大小相近的单晶铜和单晶铝的拉伸模拟结果进行比较.结果发现焊接后的强度比单晶铝和单晶铜的强度都要小，最大应变值也小.     

不同势函数状态方程湿空气性质的模拟研究

本文从L-J维里状态方程、L-J径向状态方程,TIP4P维里状态方程以及TIP4P径向状态方程四种模型出发,利用分子动力学模拟技术,进行了湿空气性质的研究.对不同状态方程的模拟结果的稳定性进行了探讨,发现径向状态方程的稳定性要好于维里状态方程,最后采用径向分布方程及TIP4P模型,模拟了湿空气的性质,结果表明湿空气在低温、高压和高含湿量下,其性质不再接近于理想气体的性质.     

初始温度和冷却速率对金属团簇凝固行为的影响

用分子动力学结合嵌入原子势研究了含有531个原子的Co₅₃₁, Cu₅₃₁和Ni₅₃₁团簇从不同初始温度以不同冷却速率凝固到200 K时的凝固行为. 结果表明初始温度和冷却速率对团簇的凝固点有很大影响. 初始温度越高, 冷却速率越小, 团簇的凝固点越高. 凝固条件的改变会对三种团簇的凝固结构产生不同的影响. Cu₅₃₁和Ni₅₃₁团簇尽管在不同条件下的凝固点不同, 但凝固结构都是二十面体. 而Co 关键词： 金属团簇 凝固 分子动力学模拟     

跨临界CO_2热泵系统关键参数的实验研究

系统运行时外部参数变化将引起系统各内部参数变化,本文通过改变外部参数冷却水流量研究内部关键参数变化趋势。实验结果表明：随着冷却水的流量增加,压比减少,气体冷却器出口温度和排气压力降低,制热量和制热系数增加。在此基础上,通过调节外部参数研究气体冷却器出口温度以及蒸发温度对系统性能的影响。结果表明：随着蒸发温度的升高,制热...     

The influence of water content, cooling and warming rate upon survival of embryonic axes of Poncirus trifoliata (L.)

The present study investigated the relative contributions of water content and non-equilibrium cooling and warming rates to the survival of cryopreserved axes of recalcitrant P. trifoliata seeds. Reducing water contents from 1.7 and 0.26 g water per g dry mass is believed to increase cytoplasmic viscosity. Cooling to -196 degree C was done at rates averaging between 0.17 and 1300 degree C per second, and warming at 600 or 1.35 degree C per second. Survival was assessed after 4 weeks in vitro. Rapid warming resulted in higher survival and normal development of axes at all water contents. The effects of cooling rate were dependent on the water content of axes. Cooling rates resulting in >70 percent normal development ranged between 0.17 and about 1300 degree C per second for axes at a water content of 0.26 g water per g dry mass narrowing with increasing hydration to an apparent optimum at about 686 degree C per second in axes at 0.8 g water per g dry mass At 1.7 g water per g dry mass, axes cooled at 0.17 degree C per second yielded nearly 40 percent normal development, whereas faster cooling was deleterious. Results are interpreted in the context of the effect of water content on cytoplasmic viscosity and the rate of intracellular ice formation. At low water contents, the high intracellular viscosity slows ice crystallization making survival independent of cooling rate. At higher water contents, the reduced viscosity requires faster cooling to prevent ice crystal damage. The ability to cool rapidly with increasing hydration is balanced with an increasing limitation to dissipate heat fast enough to prevent severe damage.     

液态锂实验装置中水冷效率模拟

应用商业软件CFX 计算了液态锂流速、热通量、冷却水的速度和温度对自由流动液态锂在热负荷作用下液态锂温度和水冷效率的影响。结果表明：液态锂温度随液态锂流速的增大而降低。热通量小于2MW·m^-2 时,水冷能够满足对液态锂温度控制的要求;在更大热通量作用下,水冷却显现出冷却能力不足。增大冷却水流速是降低液态锂温度、提高冷却效率的有效途径;冷却水温度对液态锂温度和冷却效率的影响较小。