升温烧结过程中TiO2纳米颗粒的原子分类分析(Ⅰ):表面原子识别

开发表面原子识别模型，对单个TiO₂颗粒升温烧结过程中表面原子进行分类研究。模型对颗粒空间立方体网格化，利用标准球形颗粒体积积分法确定最佳网格尺寸为0.3 nm。通过表面网格识别实现表面原子分类，采用近邻网格中外部网格数量(N_ext)作为准则数判断目标网格是否为表面网格，确定最佳N_ext=9。基于LAMMPS软件模拟了半径为0.75 nm颗粒的升温过程，发现系统能量弛豫速度明显高于结构弛豫速度；利用表面识别模型分类分析原子特性，表面原子平均位移大于内部原子，且表面O原子迁移活性高于Ti原子；表面原子配位数低于内部原子，佐证表面结构规律性较差。研究结果为深入分析纳米材料活性位等结构分布奠定基础。