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1520 K熔化;以不同的冷速进行冷却,在较慢冷却条件下,液态Cu在1010 K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。     

高压下MgO熔化特性的分子动力学模拟

Molecular dynamics simulation was used to study the melting of MgO at high pressures. The melting temperature of MgO was accurately obtained at elevated temperature and high pressure after corrections based on the modern theory of melting. The calculated melting curve was compared with the available experimental data and other theoretical results at the pressure range of 0-135 GPa. The corrected melting temperature of MgO is in good agreement with the results from Lindemann melting equation and the twophase simulated results below 15 GPa.     

CaF2熔化温度的分子动力学模拟

The molecular dynamics method has been applied to simulate the melting temperatures of CaF 2 at elevated temperature and high pressure and to calculate the P～V equation of state of CaF 2 up to 100 GPa at 300 K. The interatomic potential was taken to be the sum of pairwise additive Coulomb, van der Waals attractions, and repulsive interactions. In addition, the shell model was used in molecular dynamics simulation. The pressure dependence of the melting temperature of CaF 2 was predicted up to 4 GPa. However, in order to account for the superheating melting of the molecular dynamic simulation, the simulated melting temperatures of CaF 2 were corrected by the modern theory of melting. Consequently, the melting temperatures of CaF 2 were accurately obtained at elevated temperature and high pressure. Therefore, it is shown that shell model molecular dynamics simulation at constant pressure indeed provides a useful tool for studying the melting temperatures of other materials under high pressures.     

小尺寸金属团簇熔化过程的分子动力学模拟

运用分子动力学方法模拟了小尺寸金属团簇的熔化过程, 原子之间的作用采用嵌入原子法(EAM)模型, 计算了均方根键长涨落δ随温度的变化, 以及升温过程中团簇热容的变化. 包含55、56个原子的面心立方(FCC)结构Au团簇的熔化过程是基本相同的. 而同样结构和数目Cu团簇的熔化过程却呈现出不同的趋势. Cu55、Cu56在模拟过程中都出现了FCC结构到二十面体结构的转变. 但由于表面多出了一个原子, Cu56的热容曲线比Cu55多了一个峰, 体系出现了预熔化现象. 这表明小尺寸团簇的固液转变的过程与团簇的原子类型、几何结构和原子数目密切相关.     

金属铜升温熔化过程的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了金属铜的升温熔化过程.原子间作用势采用FS (Finnis-Sinclair)势，结构分析采用双体分布函数(PCF)、均方位移(MSD)等方法.计算结果表明,在连续升温过程中，金属铜在1444 K熔化，在该熔化点的扩散系数为4.31×10－9 m2•s－1.上述结论与实验值相当接近，并且比之采用EAM镶嵌原子势所作模拟得到的结果更佳，说明FS势可以用来处理象液铜这样较复杂的无序体系.本文指出了升温速率在金属熔化过程中所起的作用.     

中介尺度Au纳米团簇熔化的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术，研究了原子个数为16～8628的 Au纳米团簇的熔化过程.采用 Johnson的EAM (embedded atom method) 模型,模拟结果表明，金属纳米团簇存在一中介尺度区域.对Au纳米团簇而言，当原子个数N >456时，团簇的热力学性质与团簇尺寸呈线性关系，熔化首先从表面开始，逐步向中心区域推进，且满足Tmb－Tmc(N)＝aN(－1/3)的关系.另外，计算了中介区域的团簇的尺寸、熔化温度、表面能、熵、焓等热力学量以及均方根位移（RMSD）等动力学量，为研究纳米团簇提供定量数据.     

（AgI）n团簇熔化行为的分子动力学模拟

用遗传算法结合经验势搜索了 (AgI)n(n=3-15) 团簇的可能稳定结构,并用微正则分子动力学方法研究了它们的熔化行为.(AgI)n 团簇的稳定结构主要以四叫元环和六元环相接的笼状结构为主.大多数(AgI)n会在一个较大的温度范围内随温度升高结构不断扭曲,原子间距涨落及动能涨落不断增大,直到在某个温度下熔化,结构变得完全无序.(AgI)6 的结构具有很高的对称性,熔化发生在一个较窄的温度范围.对于(AgI)5,会在熔化前较大的温度范围内发生最稳定结构与能量较高的环状异构体之间的转化,并可能出现负热容现象.     

液态金属结构变化的分子动力学模拟研究

随着计算机技术的飞速发展，已有可能将分子动力学方法应用于液态金属微观结构组态瞬时变化的定量模拟研究，使这一极为复杂的微观过程呈现出一幅十分清晰的物理图象，并已取得了许多重要的成果［1－4］．本文在作者原有工作的基础上［2－4］，对液态金属Al的结构变化进行了分子动力学计算机模拟研究，得到一幅非常清晰的关于金属熔融后继续升温过程中结构组态如何逐步变化的图景：随着温度的升高，其与高有序度相关的键型数目越来越少，而与无序度相关的键型数目却不断增加，即系统的总趋势是无序度增加．但却发现，即使在达到1773K（1．9…     

(AgI)n团簇熔化行为的分子动力学模拟

用遗传算法结合经验势搜索了(AgI)n(n=3-15)团簇的可能稳定结构, 并用微正则分子动力学方法研究了它们的熔化行为. (AgI)n团簇的稳定结构主要以四元环和六元环相接的笼状结构为主. 大多数(AgI)n会在一个较大的温度范围内随温度升高结构不断扭曲, 原子间距涨落及动能涨落不断增大, 直到在某个温度下熔化, 结构变得完全无序. (AgI)6的结构具有很高的对称性, 熔化发生在一个较窄的温度范围. 对于(AgI)5, 会在熔化前较大的温度范围内发生最稳定结构与能量较高的环状异构体之间的转化, 并可能出现负热容现象.     

交联SU-8光刻胶与Ni基底结合性的分子动力学模拟

应用分子动力学模拟软件Materials Studio构建SU-8光刻胶与Ni基底的界面结构,研究后烘温度对界面结合性的影响.结合工艺中所采用的后烘温度,模拟计算了338～368K时Ni基底上SU-8胶的交联反应,在经过反复的能量最小化和分子动力学模拟后,对最终得到的平衡结构进行了界面结合能的计算.计算结果表明界面结合能随着后烘温度的升高而增大,在368K时结合能达到最大值,说明此时界面结合最好.对分子体系进行了能量分析,结果表明界面分子间的范德华力作用能是影响界面结合的主要因素.对体系界面原子间进行了径向分布函数分析,发现范德华力作用范围内(0.31～0.60nm)出现两组Ni—O的强峰,也证实了上述结论。     

离子液体[emim]Br熔点的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟, 采用直接加热法和微正则(NVE)系综法计算离子液体[emim]Br的熔点, 以期获得较好的熔点预测方法. 直接加热法通过分析体系的非键合能、密度、径向分布函数、扩散系数和平动序参数随温度的变化关系判断熔点; NVE系综法则通过获得固液共存体系判断熔点. 直接加热法中, 体系易出现过热问题; NVE系综法则能有效克服过热问题, 是在模拟研究中应优先选择的离子液体熔点预测方法.     

RbCl熔解的分子动力学模拟研究

采用等压分子动力学模拟方法，研究了从晶相到液相不同温度下ＲｂＣｌ体系的结构和性质，等压模拟咄等容怀致的平衡性质和结构特征，键序参数计算，不计及导热过程情形下，体系在振荡驰豫时间量级内完成熔化过程，由于不需要密度数据，等压模拟有望发展成为材料设计中的一种手段。     

SrF2和BaF2熔化温度的分子动力学模拟

利用壳层模型分子动力学方法,考虑萤石结构分子中的预熔化现象,对SrF2和BaF2的分子动力学模拟熔化温度进行修正,获得了高压下SrF2和BaF2的熔化温度．同时给出了300K、0．1MPa-7GPa和10．1MPa-3GPa时SrF2和BaF2的状态方程,与已有研究结果的最大误差分别为0．3％和2．2％．计算所得SrF2和BaF2常压下的熔点与已有的实验结果符合较好．对于SrF2和BaF2分子体积变化和已有的熔化模拟的差别也做了比较和讨论．     

Melting Behaviour of Shell-symmetric Aluminum Nanoparticles: Molecular Dynamics Simulation

Molecular dynamics simulations with embedded atom method potential were carried out for Al nanoparticles of 561 atoms in three structures: icosahedron, decahedron, and truncated octahedron. The total potential energy and specfic heat capacity were calculated to estimate the melting temperatures. The melting point is 540±10 K for the icosahedral structure,500±10 K for the decahedral structure, and 520±10 K for the truncated octahedral structure.With the results of mean square displacement, the bond order parameters and radius of gyration are consistent with the variation of total potential energy and specific heat capacity. The relaxation time and stretching parameters in the Kohlraush-William-Watts relaxation law were obtained by fitting the mean square displacement. The results show that the relationship between the relaxation time and the temperatures is in agreement with standard Arrhenius relation in the high temperature range.     

Molecular Dynamics Investigation of Differences in Melting Behaviors of Cu57 and Cu58 Clusters

Within the framework of the embedded-atom method, we performed molecular-dynamics calculations to investigate the structural transformation during melting of two copper clus- ters containing 57 and 58 atoms. The simulation results reveal how their different structural changes can strongly influence internal energy and radial distribution functions. The local structural patterns of different regions during the temperature increase, determined by atom density profiles, are identified for the melting of each cluster. The simulations show sensi- tivities of the structural changes for these two small size clusters with different structures.