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聚乳酸玻璃化转变行为的分子模拟

荆杰 , 乔青安 , 靳月庆 , 张江 , 陈鑫 , 密永娟

材料导报

采用等温等压(NPT)正则系综,用分子动力学方法研究了聚乳酸的玻璃化转变行为,获得了玻璃化转变温度.在230~440K范围内,通过模拟体系的密度、比体积及相关径向分布函数等参数,最终确定了聚乳酸的玻璃化温度,模拟计算的结果与实验值吻合.

关键词: 分子动力学 , 玻璃化转变 , 聚乳酸 , 径向分布函数

地聚合物凝胶结构特性的分子动力学研究

施惠生 , 郭晓潞 , 夏明 , 张丽艳

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.04.016

通过分子动力学模拟的方法,在参照实验数据构建起的初始结构模型的基础上,根据 N-A-S-H 凝胶体系的结构特点,选取 Na 原子、H 2 O 分子及Si2 AlO 10基团作为基本单元的组成,构建了地聚合物凝胶结构模型。根据模拟过程中体系的运动轨迹,进行多次优化模拟操作,计算出 N-A-S-H 凝胶体系的径向分布函数(RDF)、XRD 模拟图谱及力学性能等有关参数,并结合实验数据对所建结构模型的准确性进行了验证。结果表明,分子动力学模拟值与实验值吻合较好,不仅验证了所建结构模型的有效性,也为其在N-A-S-H 凝胶体系的进一步深入研究提供了可能。

关键词: 地聚合物 , 凝胶 , 结构特性 , 分子动力学模拟

碳纳米豆荚的导热分析

崔柳 , 冯妍卉 , 张欣欣

工程热物理学报

本文利用AIREBO势函数、L.J势函数和Green-Kubo线性响应理论,结合分子动力学平衡方法模拟了碳纳米豆荚热导率.研究表明,C60分子的运动有益于能量传输,导致碳豆荚热导率高于空碳管.随着温度升高,碳豆荚热导率先减小后增大.随着长度增长,碳豆荚热导率逐渐增大,并趋于稳定收敛;而管径越大,热导率收敛速度越快,收敛长度越小.对于扶手椅型(n,n)碳豆荚,n≥11时,C60分子存在明显径向平移运动.碳豆荚热导率随着管径变大先降低后升高.碳豆荚热导率随C60填充率的增大而升高;但当填充率达到100%,因为此状态下C60分子的轴向平移运动突然消失,导致碳豆荚热导率突降.

关键词: 碳纳米豆荚 , 热导率 , 碳纳米管 , 富勒烯 , 分子动力学

聚丙烯腈在不同溶剂中的分子动力学模拟

梅林玉 , 张梦赟 , 林也平 , 付一政 , 刘亚青

高分子材料科学与工程

用分子动力学模拟方法在333 K对聚丙烯腈(PAN)与二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、碳酸亚乙酯(EC)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)4种不同溶剂形成的溶液进行了研究.从模拟4种溶液体系得到的平衡快照可见,PAN在EC中有最伸展的构象;PAN在各溶剂中的回转半径(Rg)大小顺序为Rg(Ec)> Rg(DMF)> Rg(DMAc)> Rg(NMR);PAN链在EC中的分子内N-N原子间径向分布函数(RDF)峰值较在其它溶剂中小,且PAN与EC的分子间RDF峰值最大,PAN与EC之间有最强的相互作用;PAN的均方位移(MSD)曲线显示,PAN链在EC中的移动性最差,说明PAN在EC中的特性黏度最大.以上结果表明,在333 K时,4种溶剂对PAN的溶解能力顺序为EC> DMF> DMAc> NMP.

关键词: 分子动力学 , 聚丙烯腈 , 回转半径 , 径向分布函数 , 均方位移

孪晶界对α铁力学性能影响的模拟研究

许天旱 , 何松

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000134

采用分子动力学方法研究在单轴拉伸载荷下孪晶界间距和孪晶界与拉伸载荷角度对纳米孪晶铁力学行为的影响。结果表明:纳米孪晶铁的屈服强度随着孪晶界间距的增大而增大,呈现反常的Hall-Petch关系;单晶铁中出现变形孪晶,此时其塑性变形以变形孪晶为主;弹性模量随孪晶界间距增大有轻微的增大;拉伸载荷与孪晶界不垂直时,屈服应力降低,变形方式则以去孪晶为主。

关键词: 分子动力学模拟 , 力学性质 , 纳米孪晶Fe , 孪晶界间距

Cu熔体中原子团簇在凝固过程中的演变规律分子动力学模拟

坚增运 , 李娜 , 常芳娥 , 方雯 , 赵志伟 , 董广志 , 介万奇

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00625

用分子动力学模拟研究了Cu熔体以不同速率冷却微观结构的演变规律.结果表明, 冷却速率在1012.6 K/s到 1014.5 K/s之间时,Cu熔体凝固后形成了非晶体与晶体的混合体; Cu熔体中的原子团簇、临界晶核及凝固后晶体的结构均是由hcp和fcc结构层状镶嵌排列构成, 这说明Cu凝固后形成的层状镶嵌结构起源于形核阶段; 冷却速率小于1013.3 K/s时, Cu层状镶嵌结构中具有fcc结构的原子数多于hcp结构的原子数, 而冷却速率大于1013.3 K/s后, hcp结构的原子数多于fcc结构的原子数; Cu非晶基体中晶态结构原子团簇的尺寸小于临界晶核尺寸时, 虽然用HA键型指数法能确定出一定数量晶态结构原子键对的存在,但径向分布函数反映不出其晶态结构的特征.

关键词: 分子动力学模拟 , cluster , subcritical nuclei

聚乙烯热裂解行为的分子动力学模拟

黄金保 , 伍丹 , 童红 , 李伟民

材料导报

基于AMBER力场,采用周期性边界条件对聚乙烯模化物的热解过程进行了分子动力学模拟,模拟温度为300~1200 K.模拟结果表明,当温度高于600K时,C-C键开始发生断裂,整个分子链发生解聚,形成各种大分子碎片,随着温度的进一步升高,大分子碎片进一步分解成小分子碎片.聚乙烯的热解是典型的无规裂解,运用自由基链反应理论分析了各种热解主要产物的形成机理.

关键词: 聚乙烯 , 热解 , 分子动力学模拟

聚亚胺醚酮的分子设计、合成及玻璃化转变的分子模拟

徐艺 , 魏立东 , 胡红菊 , 梅杨 , 陈擘威 , 张林

高分子材料科学与工程

设计了一种新型结构的高分子——聚亚胺醚酮(PIEK),其分子主链中包含了聚亚胺酮(PIK)和聚醚醚酮(PEEK)的分子片段。首先对所设计的PIEK进行分子动力学模拟研究,模拟结果显示,PIEK在理论上具有较高的Tg(Tg〉200℃)。在理论的指导下,文中以含有醚键的芳香二胺和二溴化芳香酮为单体,通过钯催化的C—N交叉偶联反应得到了两种目标聚合物PIEK-1和PIEK-2。对所合成的PIEK进行了差示扫描量热(DSC)测试。龇试结果表明,PIEK-1和PIEK-2的Tg分别为198℃和217℃,高于PEEK的Tg温度50℃以上。

关键词: 聚亚胺醚酮 , 玻璃化转变温度 , 分子动力学模拟

噻二唑型缓蚀剂缓蚀性能的研究

刘琳 , 彭丹 , 张艳萍 , 刘娇 , 张强 , 钱建华

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.06.019

利用电化学测试和表面分析技术,研究了2,5-二巯基-1,3,4噻二唑(DMTD)在硫-乙醇溶液中对金属银、铜的缓蚀性能,结合量子化学计算和分子动力学模拟对DMTD在金属表面的吸附行为和缓蚀作用机理进行了分析讨论.结果表明,DMTD在50 mg/L的硫-乙醇溶液中,对金属银、铜均起到较好的缓蚀作用.极化曲线结果表明,当缓蚀剂DMTD浓度达到50 mg/L时,缓蚀效率可以达到92.3%.表面分析技术表明,缓蚀剂的加入在金属表面形成吸附膜,明显抑制了腐蚀速率.量化计算和分子动力学模拟得到了缓蚀剂分子的活性位点和缓蚀剂在金属表面的吸附形态.

关键词: 噻二唑 , 极化曲线 , 分子动力学模拟

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