硅熔化特性的分子动力学模拟–-不同势函数的对比研究

分别采用Stillinger-Weber (SW)势、修正的成熟原子嵌入模型(MEAM)势、 Tersoff势和HOEP (highly optimized empirical potential)势来描述硅原子间相互作用, 运用分子动力学方法对比模拟研究了四种势函数的硅晶体的体熔化和表面熔化特性. 结果表明: 四种势函数均能反映出硅的热膨胀、高温熔化和熔化时吸热收缩等基本物理规律. 但综合对比发现, Tersoff势和MEAM势相对更适合描述硅的熔化和凝固过程, SW势次之, HOEP势则不适合描述硅的熔化和凝固过程. 关键词： 硅 势函数 熔化 分子动力学     

晶体熔化和凝固实验的改进

针对晶体熔化和凝固实验的难点及不足,采用间歇式加热的方法来探究晶体熔化和凝固实验.通过实验数据可以看出,晶体在熔化和凝固时,温度保持一段时间不变,基本上揭示了晶体熔化和凝固时的客观规律.     

基于用D I S系统对晶体凝固和熔化的研究

本文采用D I S数字化信息系统对晶体的熔化与凝固实验进行了研究. 在按照初中物理教材的实验安 排, 用海波水浴加热法测量晶体的熔化曲线的基础上, 本文做了两个改进, 一是选择用水替代海波, 先让水凝固成 冰, 然后再利用空气浴法让冰在空气中自然熔化, 从而测量冰的凝固与熔化过程温度 时间曲线( 即凝固曲线和熔 化曲线) , 全程观察冰的凝固与熔化过程其温度及状态的变化; 二是采用D I S温度传感器来替代液体温度计人工测 量温度, 实时记录了冰的凝固曲线和熔化曲线. 实验结果表明, 采取上述改进后, 既提高了该实验的准确性、 可靠性 和直观性, 也增强了实验的说服力     

萘的熔化和凝固实验的改进

针对萘熔化和凝固实验的不足,采用了在萘中掺入金属丝的方法使萘均匀传热,并用热电传感器控制实验温度,得到了萘熔化和凝固过程温度随时间变化的数据,较好地反映了晶体的熔化和凝固规律.     

“熔化和凝固”说课稿

如何说课是很多教师关心的问题,文章从教材分析、教学目标、教学重点和难点、教学准备、学情、教法与学法、教学过程、板书设计几个方面来阐述"熔化和凝固"这节课.     

不同势下铱团簇结构和熔化行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法及淬火技术,结合Gupta势和Sutton-Chen势,模拟研究了包含13,14,55,56,147及148个原子数的铱团簇的熔化行为. 结果表明,Gupta势和Sutton-Chen势对所研究的Ir团簇的基态几何结构和熔化行为给出了基本一致的描述：两种不同势给出了完全相同的基态几何结构;两种势给出的Ir团簇熔点及预熔化区间随团簇尺寸的变化关系基本一致;对于小Ir_n团簇（n=13,14）两类势均表现出比热峰值相对于均方根键长涨落饱和值滞后的现象. 但是 关键词： 铱团簇 分子动力学 Gupta势和Sutton-Chen势 熔化     

铁高压熔化线的测量——熔化机理的影响

 铁的高压熔化线是高压物理和地球物理研究领域的一个重要课题。就目前的研究成果来看,存在一个公认的问题：静高压实验测得的熔化温度系统地低于来自动态加载实验的熔化数据——在核-幔边界压力下（330 GPa）,动压数据比静压数据高了近一倍（3 000 K）。从熔化相变的物理理论出发,对目前铁高压熔化线实验研究中的实验手段进行评述,并应用有关熔化相变理论的研究成果,对这一重要而未澄清的事实进行初步的探讨。结果表明：在目前铁高压熔化线的实验研究中,计及预熔化和冲击过热在静压和动压实验中对铁熔化温度的影响,可以得到相对自洽的实验结果。这一结果表明,地球核-幔边界压力下铁的熔化温度为3 850 K,外推可以得到铁在内核-外核边界压力下的熔化温度为6 000 K,核心压力下的熔化温度为6 300 K。这一结果还表明,地球液态外核的温度在3 500～5 100 K之间,与Anderson（1998）等推荐的数据一致。     

传感器在固体熔化凝固实验中的运用

基于固体的熔化和凝固实验的传统做法,结合现代测量技术对其进行了改进,对晶体海波和非晶体石蜡的熔化和凝固进行了全程监控,取得了很好的实验效果并节省了实验时间,提高了实验的准确性.     

镁铝合金的冲击熔化行为实验研究

采用反向碰撞实验技术,结合具有高时空分辨率的全光纤激光干涉测速技术,对镁铝合金开展了极端动态压缩条件下的动力学行为实验研究,获得了镁铝合金在30～73 GPa压力范围内的Hugoniot和声速实验数据。深入的数据分析表明,所获得的Hugoniot数据与早期的Hugoniot数据一致,但是纵波声速却呈现出明显的向体波声速转变的趋势,对应冲击加载下镁铝合金的固-液熔化相变,相变压力区间为40～57 GPa。     

Au-Pd共晶纳米粒子熔化行为的分子动力学研究

采用分子动力学方法结合嵌入原子势, 对Au-Pd共晶纳米粒子的热稳定性进行了模拟研究. 计算结果表明: Au-Pd纳米粒子的熔点明显高于Au单质纳米粒子而低于Pd纳米粒子. 通过计算Lindemann指数发现Au-Pd共晶纳米粒子中的Au原子首先熔化, 然后带动Pd原子的熔化; 熔化所经历的温度区间明显要宽于单质纳米粒子.     

A Lennard—Jones embedded—atom potential and its application to the study of melting

The nearest-neighbour Lennard-Jones potential from the embedded-atom method is extended to a form that includes more than nearest neighbours.The model has been applied to study melting with molecular dynamics.The calculated melting point,fractional volume change on melting,heat of fusion and linear coefficients of thermal expansion are in good agreement with experimental data.We have found that the second and third neighbours influence the melting point distinctly.     

银纳米杆高温熔化断裂弛豫性能的原子级模拟研究

采用分子动力学模拟方法,研究了不同长度银纳米杆在不同温度弛豫过程中的结构演变过程.结果表明:银纳米杆存在一与杆长相关的临界熔断温度,该临界熔断温度随杆长增加而显著降低.当温度大于熔点而小于临界熔断温度时,体系形成一个高度无序的球形团簇,而温度大于临界熔断温度时,体系则熔断成两个球形团簇.并给出了银纳米杆的产生该熔断现象的机理. 关键词： 纳米杆 分子动力学 弛豫 熔化     

低密度Ar熔化及结晶的分子动力学模拟

采用有位移力的ＬｅｎｎａｒｄＪｏｎｅｓ（１２－６）势对微正则系综下低密度Ａｒ系统（简约数密度为ρ＝０．８５）的一级相变过程进行了细致的分子动力学模拟,发现Ａｒ系统的熔化过程是原子的崩塌过程,结晶过程和理想的完整晶体不同,是一活化过程：形核长大过程随温度的降低进行,原来均匀分布在系统中的自由体积呈集中分布,由此系统达到了更稳定的结晶状态。     

铂纳米晶在升温过程中结构演化与熔化特征的原子级模拟研究

采用分子动力学方法结合量子修正Sutton-Chen型多体力场,对由{100}面和{111}面构成的十四面体Pt纳米晶在升温过程中的热稳定性和熔化机制进行了计算机模拟研究,并引入统计半径和Lindemann指数来分析它的结构和形状演化过程. 结果表明：该纳米晶在1500 K时形状开始发生变化,并在1700 K时转变为球形. 铂纳米晶粒在1500 K时开始出现表面预熔,在1650 K时表面完全熔化并开始向内部传播,最终在1730 K时整体熔化为液态粒子. 表面预熔的出现对形状转变的发生是有利的. 关键词： 纳米晶 结构 熔化 分子动力学     

纳米团簇熔化过程的分子动力学模拟

本文采用分子动力学结合嵌入原子多体势,模拟了不同半径的Ni纳米团簇的升温熔化过程,研究团簇尺寸对熔点和表面能的影响.模拟结果表明:团簇的熔点显著低于体材料的熔点.团簇熔化的过程首先是在团簇的表面出现预熔,然后向团簇内部扩展,直到整个团簇完全熔为液态.在模拟的纳米尺度范围内,团簇的熔点与团簇尺寸基本成线性关系.团簇的表面能随着团簇尺寸的增大而减小,而且表面能均高于体材料的表面能.     

Molecular dynamics study for the melting curve of MgO at high pressure

Shell-model molecular dynamics method is used to study the melting temperatures of MgO at elevated temperatures and high pressures using interaction potentials. Equations of state for MgO simulated by molecular dynamics are in good agreement with available experimental data. The pressure dependence of the melting curve of MgO has been calculated. The surface melting and superheating are considered in the correction of experimental data and the calculated values, respectively. The results of corrections are compared with those of previous work. The corrected melting temperature of MgO is consistent with corrected experimental measurements. The melting temperature of MgO up to 140GPa is calculated.     

立方铂纳米粒子的形状变化与熔化特性的分子动力学研究

采用分子动力学方法结合嵌入原子多体势,对立方铂纳米粒子的热稳定性进行了模拟研究.计算结果表明,立方纳米粒子在升温过程中首先转变为由{111}和{100}面所构成的十四面体,然后再转变为球形,最后熔化为液态.通过计算立方铂钠米粒子的统计半径,发现形状转变温度在1250 K左右.尽管形状不同,立方纳米粒子和球形纳米粒子的熔点是相同的. 关键词： 纳米粒子 热稳定性 分子动力学     

金属Al表面熔化各向异性的分子动力学模拟

采用嵌入原子势,使用分子动力学方法对金属Al不同低指数晶面的表面熔化现象分别进行了模拟.分析了熔化过程中样品结构组态的变化.模拟结果表明对于不同的自由表面,表面熔化呈现出明显的各向异性行为.Al（110）面在低于熔点的温度之下发生预熔化;（111）与（001）面都出现过热现象.与（111）面不同,（001）面发生过热现象时表面原子层为类液层,而（111）面仍然保持很好的晶格结构,即预熔化的Al（001）面在高于熔点的温度下,仍可以在很长的时间内处于相对稳定的亚稳态.由模拟得到Al的热力学熔点为950 K左右,与实验值基本符合. 关键词： 分子动力学 表面熔化 过热