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玻璃(选定性质与结晶)|| 9. 过冷液体的结晶:分子动力学模拟结果

DOI:10.1515/9783110298581.481 出版年份:2014 更新时间:2025-09-16 10:30:52
摘要: 本研究致力于通过分子动力学(MD)模拟方法,对过冷单组分Lennard-Jones液体中自发晶体形核动力学进行建模,并与经典形核理论(CNT)的基本假设及结果进行详细对比。在MD计算中确定了所研究形核系统的以下特性谱:形核速率J、晶体团簇在团簇尺寸空间中的扩散系数D、非平衡Zeldovich因子Z、临界晶核尺寸n?以及临界晶核内部压力p??;谡庑┦菁扑愠隽俳缇Ш说慕缑婺苊芏取M辈捎梅肿佣ρХ椒扑懔似矫嬉?晶界面的界面能密度。研究发现,对于临界核典型尺寸范围(0.7-1.0纳米)内,有效比界面能值与平面界面的差异小于15%。将分子动力学结果与经典形核理论对比表明:就所研究的单组分液体结晶案例而言,MD模拟结果不仅在最终结果(形核频率)上与经典形核理论高度吻合,在参数D、Z、n?方面也具有一致性。因此,单组分液体结晶的分子动力学模拟结果证实了该特定相形成案例中CNT基本假设及最终结论的有效性。
作者: Vladimir G. Baidakov
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研究概述 实验方案

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。

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%。

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。

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