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基底温度对c-Si(100)面生长a-Si∶H薄膜结构特性影响的分子动力学模拟研究

周耐根 , 胡秋发 , 许文祥 , 吴小元 , 黄海宾 , 周浪

人工晶体学报

运用分子动力学方法模拟了不同基底温度下在硅(100)表面沉积生长氢化非晶硅薄膜的过程.Si-H体系的原子间相互作用采用Murty-Tersoff势计算.结果得到:随着基底温度的升高,a-Si∶H薄膜表面粗糙度降低,内部致密度提高,H原子、Si-H键和悬挂键密度均减少.进一步分析发现,粗糙度和致密度随基底温度变化的原因是基底温度升高增大了表面原子的扩散能力;而H原子和Si-H键等含量随基底温度升高而下降是因为高温下Si-H弱键更易断键导致.悬挂键密度随基底温度升高而降低则主要是由于内部原子的晶化率增大引起.

关键词: 温度 , 结构 , 薄膜 , 氢化非晶硅 , 分子动力学

微孔无定形碳分子动力学建模及吸附性能研究

安栋 , 郭欣 , 郑楚光

工程热物理学报

使用分子动力学熔融-淬火法(QMD)建立微孔无定形碳原子结构模型,采用巨正则蒙特卡洛法(GCMC)研究CO2、N2在模型中的吸附行为.通过与热解聚糠醇制备的微孔无定形碳样品比较,所建模型在径向分布函数、孔径分布函数、吸附等温线等方面有很高的符合度.CO2、N2吸附计算表明:所建立的微孔无定形碳模型,对CO2、N2混合组分吸附具有很高的选择性,CO2/N2吸附比随着温度和压力的增加逐渐降低.

关键词: 微孔 , 无定形 , 分子动力学 , 吸附

分子动力学模拟用贵金属势函数的应用与发展

夏璐 , 陈松 , 陆建生 , 谢明 , 潘勇 , 胡洁琼 , 杨有才 , 张吉明 , 王松 , 陈永泰 , 王塞北 , 魏宽 , 李爱坤 , 慕阳 , 任县枬

贵金属

势函数是用来描述介观层次系统中分子或原子间相互作用的一种数学模型,是在介观层次上进行材料显微结构分子动力学模拟的关键。针对贵金属及其合金总结了分子动力学模拟研究中常用势函数的枑型、数学形式和基本参数,介绍了各种势函数在实际研究中的具体应用情况,分析讨论了贵金属势函数的构建和应用中急需解决的问题、以及势函数研究的发展趋势。

关键词: 金属材料 , 贵金属 , 势函数 , 分子动力学 , 模拟 , 介观

铂和铑的晶格反演势的构建研究

夏璐 , 陆建生 , 陈松 , 谢明 , 管伟明 , 潘勇 , 胡洁琼 , 杨有才 , 张吉明 , 王松 , 陈永泰 , 王塞北 , 魏宽 , 李爱坤 , 李慕阳 , 任县利

贵金属

采用密度泛函理论计算分别得到的铂和铑的晶格内聚能-最近原子距离曲线,而后基于晶格反演方法构建得到了铂和铑的晶格反演势。同时详细给出了FCC晶格的反演系数等的具体计算方法和算法。通过将铂和铑的晶格反演势与已有的相应势函数比较发现两者是基本相同的,这证明了构建的铂和铑反演势是有效的。

关键词: 金属材料 , , , 反演势 , 分子动力学 , 密度泛函

不同应变率下的高聚物银纹化分子动力学模拟

吴征良 , 张斌

高分子材料科学与工程

基于粗粒珠簧模型,采用分子动力学模拟了玻璃态高聚物在不同应变率下微空洞的产生、扩展及断裂演化过程,表明银纹产生的微空洞会引起周围的应力集中,微空洞迅速扩展并伴有少量合并;结合临界应力判据,给出了银纹萌生的微观构型;通过引入非仿射位移场并结合应力-应变响应关系,计算了参与率随应变的演化,证实了聚合物在银纹化破坏过程中具有应变率相关敏感性的线性粘弹性特征。与实验现象吻合较好。

关键词: 空洞 , 银纹化 , 玻璃态高聚物 , 粗粒珠簧 , 分子动力学

以35CrMnSiA为例分析淬火分配商品钢的力学行为

李阳 , 肖桂勇 , 陈鹭滨 , 吕宇鹏

材料热处理学报

采用商品钢35CrMnSiA为材料,对比了其经过淬火-分配(Q-P)和调质热处理后的显微组织及力学性能,并通过分子动力学(MD)模拟方法研究Q-P组织的力学机理.研究表明,商品钢35CrMnSiA经Q-P处理可获得抗拉强度/总伸长率为1523 MPa/17.86%,高于传统调质处理后的1145 MPa/15.23%.实验数据与MD模拟均表明,Q-P提高钢的塑性主要通过残留奥氏体在应力作用下诱发马氏体转变而产生的相变诱发塑性(TRIP)实现的.另外,应力诱发马氏体转变同时能促进钢的应变强化.

关键词: 35CrMnSiA钢 , 分子动力学 , 力学性能 , 淬火-分配

纳米结构零件注射成型过程的分子动力学模拟

蒋炳炎 , 周明勇 , 鲁立君 , 翁灿

高分子材料科学与工程

纳注射成型中,聚合物熔体在纳米型腔中的充填质量以及纳米结构的脱模完好性是决定纳结构零件复制质量的关键因素.文中采用分子动力学方法,建立聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)与金属镍模芯的界面模型,研究PMMA的玻璃化转变温度(Tg),深入分析注射成型过程中分子链的运动规律以及充填过程中的密度分布、体系能量等构象统计规律,并探讨纳米结构在脱模后的变形情况.结果表明,分子模拟得到的Tg与实验结果相符;纳米结构的充填主要发生在保压阶段,其平均充填率为55.8%;纳米结构在脱模后出现了一定程度的弯曲变形,但仍能保持其整体形貌.

关键词: 注射成型 , 纳米结构 , 充填机理 , 分子动力学 , 聚甲基丙烯酸甲酯

水在钢铁淬火冷却过程中的分子动力学模拟

武淑珍 , 陈敬超 , 史庆南 , 冯晶 , 许福太 , 杜晔平 , 刘满门

材料热处理学报

应用分子动力学结合有限元的方法对冷却介质水在45钢淬火过程中的运动状态进行了模拟计算,结果表明试件淬火冷却开始时,与高温45钢表面接触的冷却介质瞬间被汽化,温度迅速升高,高温介质体积膨胀上浮出液态介质将热量散发到环境中,少部分来不及浮出的高温介质将热量传给低温介质.这与现阶段普遍认同的淬火冷却阶段划分理论相一致,而介质温度随时间的变化规律和介质微观运动轨迹进一步表明数值模拟结果与工程实际应用工况基本一致.

关键词: 淬火介质 , 有限元 , 分子动力学 , 计算机模拟

树形大分子与金纳米颗粒复合体系构型与结合强度的分子动力学研究

张瑶 , 徐京城 , 刘轶 , 张法达 , 潘登

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.02.023

通过在PAMAM型树形大分子上搭载不同尺寸的金纳米颗粒构建树形大分子-金纳米颗粒复合体系,采用经典分子动力学方法考察了金纳米颗粒尺寸、搭载数量及树形大分子聚乙二醇化修饰对复合体系构型、结合强度及在水中扩散系数的影响.结果表明,PAMAM型树形大分子经过聚乙二醇化修饰可负载更多的金纳米颗粒,使得有效包埋金纳米颗粒的同时自身尺寸未产生明显膨胀.研究结果为探索新型多功能造影剂在生物医药领域的应用具有重要意义.

关键词: 树形大分子 , 聚乙二醇化 , 金纳米颗粒 , 分子动力学

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