简介:摘要:基于分子动力学模拟构建在锆合金表面的NiCr合金涂层在微观模型,用Atomsk建立原子模型,lammps构建Ni70Cr30模型;为模拟涂层材料在激光微熔下的变化,设定在周期性边界条件下,分子动力学模型采用NVT系综进行计算;为保证此多晶模型的有效性,采用EAM势函数,对激光微熔的升温融化和冷却结晶过程进行建模。
简介:在对木聚糖来源及其结构进行分类比较的基础上,采用分子动力学模拟方法及MaterialsStudio4.0软件对蔗渣木聚糖及木糖单元等进行微观模拟计算.通过原子净电荷、电子密度和Fukui函数分析等分析方法,对蔗渣木聚糖的木糖单元进行结构优化,得到了蔗渣木聚糖的木糖单元优化构型的键长、键角和电荷密度.木糖单元原子的Hirshfeld净电荷与Fukui函数分析数据表明,木糖单元的活性中心主要在C(3)上的羟基位置,且羟基氧原子易受亲电试剂的攻击,羟基氢原子易受亲核试剂的攻击.对蔗渣木聚糖单分子链及无定形结构进行模拟,得到了蔗渣木聚糖的微观结构模型,显示蔗渣木聚糖分子具有链状结构,大致呈螺旋状.获得了蔗渣木聚糖的最优化无定形结构,并通过计算得到了其最优化无定形结构的X射线衍射图谱.研究结果为系统探讨蔗渣木聚糖及其衍生物的结构与性能关系奠定了基础.
简介:分子动力学技术在冲击诱导爆轰领域的应用正在为爆轰相关的物理化学过程带来新的理解。反应力场(ReaxFF)、反应经验键级(REBO)以及反应态加和(RSS)势函数作为从分子层面上揭示冲击起爆内在机制的强有力模型工具,已用在冲击诱导分解研究中观察到初始分子结构的取向相对冲击波传播方向的不同而会呈现不同的响应,受冲击的分子在平动和转动之间转换的同时传递能量。对非均质含能材料冲击起爆的分子模拟则多集中在空洞塌陷和非均质界面的热点成长等问题上。另外,用分子动力学技术对凝聚相爆轰的稳定性进行研究,论证了活化能和爆轰稳定性的关系,并得到二维拱顶石结构和三维湍流图像。就冲击诱导分解、热点机制以及爆轰稳定性在微观层面上的研究加以综述,并试图为理解冲击起爆现象提供补充和思考。
简介:采用分子动力学方法对Mg7Zn3合金快速凝固过程进行计算机模拟,研究玻璃转变过程局域结构与动力学之间的关联。结果表明:以Mg原子为中心的FK多面体和以Zn原子为中心的二十面体局域结构,对Mg7Zn3金属玻璃的形成起关键性作用。Mg(Zn)原子的扩散系数在熔点附近开始偏离Arrhenius关系,而满足幂指数规律。根据均方位移、非相干中间散射函数和非Gauss函数等时间相关函数,发现:随着温度的降低,β驰豫越来越显著,α弛豫时间以VFT指数规律迅速增加;而且半径较小的Zn原子比Mg原子呈现较快的弛豫动力学行为。另外,部分短程有序局域原子结构具有较慢的动力学行为,对β驰豫中笼子效应起主导作用;并随着其数目的大量出现,体系扩散系数开始偏离Arrhenius关系,玻璃形成过程微观结构转变温度TgStr与动力学转变温度Tc非常接近。
简介:应用拉曼光谱研究了硫酸盐制浆过程的脱木素反应动力学。鉴于木素在拉曼光谱中的分子特征峰出现在-1600cm^-1和-1657cm^-1位置,而这两个峰的高度可代表浆中木素的残余量。据此,脱木素动力学的参数。比如反应速率常数K和反应活化能Ea可以被得出。对一个等温连续硫酸盐制浆过程的研究发现,常规分析脱木素反应只有一段,但用分子理论研究则分成两段,第一段的反应速率常数K和反应活化能Ea都大于第二段。数据还显示,木素的苯环结构(-1600cm^-1)解聚或碎裂的速率在两个脱木素阶段都较快,而木素支链结构上的碎裂(-1657cm^-1)在第一阶段似乎与苯环结构碎裂相等,但在第二阶段明显减慢了约55%。这说明脱木素反应的主要特征是木素苯环结构的解聚或碎裂。由于化学方法得出的脱木素反应速度常数和活化能都在拉曼光谱得出的动力学参数范围内,这说明了两种方法的吻合,同时也证明了拉曼光谱方法即可以包含常规方法的数据又可以揭示脱木素反应的分子信息。
简介:纳米孔隙内气体流动的理论预测对气体微流控器件的设计和制造具有重要的理论指导作用,文章采用分子动力学方法研究了氮气、氧气和二氧化碳混合气体在平行壁纳米孔隙内的剪切流动特性和边界滑移特性.研究结果表明:随着加入二氧化碳比例的不断增加,混合气体滑移速度不断增大,并且当二氧化碳的比例低于20%时,混合气体流动速度沿孔隙宽度方向呈线性分布;而当比例达到40%后,其速度轮廓将呈现非线性趋势.当二氧化碳所占比例为20%时,随着孔隙宽度的增加,混合气体的整体边界滑移随之减小.探究了混合气体密度和气-固耦合强度对混合气体流动及边界滑移的影响机理.发现随着混合气体密度的减小,气流边界滑移增大;随着气-固界面耦合强度的增强,边界气体分子易被吸附而出现黏滑运动,气体分子在边界处的积聚现象增强,剪切应变率增大,边界滑移减小.
简介:扩散系数在化工设计和研究中是不可缺少的传递特性.但其数据却相对缺乏,因此需要寻找一种方法来预测这个特性就显得十分重要.利用分子动力学方法模拟了简单流体的自扩散系数.模拟分别采用Green-Kubo法(VACF:velocityautocorrelationfunction)和Einstein法(MSD:meansquaredisplacement).模拟结果与实验数据吻合较好,误差在10%左右.两种方法的平均值与实验结果误差在7%左右.同时还模拟了流体自扩散系数随温度的变化关系.结果表明,自扩散系数与温度满足Arrenhius关系,数据相关性在0.99以上,计算得到的自扩散激活能分别为1258J/mol(VACF)、1272J/mol(MSD)和平均值1265J/mol.