研究目的
研究过冷单组分Lennard-Jones液体中自发晶体成核的动力学过程,并将结果与经典成核理论(CNT)的基本假设和结论进行对比。
研究成果
对单组分液体结晶过程的分子动力学模拟结果表明,在这种特定的相形成情况下,经典成核理论的基本假设和最终结论是成立的。研究证实,对于临界晶核典型尺寸在0.7-1.0纳米范围内时,有效比界面能值与平面界面相比差异小于15%。
研究不足
该研究仅限于单组分Lennard-Jones液体,未探讨更复杂相互作用或多组分体系的影响。此外,模拟是在理想化条件下进行的,可能无法完全反映实际成核过程的复杂性。
1:实验设计与方法选择:
采用分子动力学(MD)模拟研究过冷单组分Lennard-Jones液体的自发晶体成核动力学过程,分别在NVE、NVT和NPT系综下进行模拟。
2:样本选择与数据来源:
研究对象包含N=2048、8788、32000、108000、256000和1000188个相互作用粒子的体系,粒子置于具有周期性边界条件的立方体晶胞中。
3:256000和1000188个相互作用粒子的体系,粒子置于具有周期性边界条件的立方体晶胞中。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:粒子间相互作用通过Lennard-Jones截断对势(cLJ模型)和修正Lennard-Jones势(mLJ模型)描述。
4:实验步骤与操作流程:
包括以下阶段:通过引入劈裂壁切割均匀晶体相和液相、不同相表面的叠加、移除劈裂壁。
5:数据分析方法:
测定了成核速率、晶体团簇扩散系数、非平衡Zeldovich因子、临界晶核尺寸及临界晶核内部压力,并计算了平面界面液-晶间的界面能密度。
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