液相中顆粒生長(zhǎng)行為的Monte Carlo計(jì)算機(jī)模擬.pdf

1、采用蒙特卡羅方法模擬過(guò)飽和液相體系內(nèi)的析出-長(zhǎng)大過(guò)程，其中針對(duì)溶質(zhì)擴(kuò)散、溶質(zhì)析出以及顆粒溶解等微觀過(guò)程分別制定模擬規(guī)則，并在分析模擬數(shù)據(jù)時(shí)引入臨界形核尺寸，以及考慮了液相析出濃度與臨界形核尺寸之間的關(guān)聯(lián)性。模擬結(jié)果表明，液相濃度、過(guò)飽和度均隨模擬時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)出急劇下降、緩慢下降、最后趨于平衡穩(wěn)定的變化趨勢(shì)，模擬溫度越低，則平衡濃度越低，達(dá)到平衡濃度所需時(shí)間越長(zhǎng)。隨著模擬溫度的降低，溶質(zhì)格點(diǎn)聚集析出的數(shù)量增多，析出面積減小。在延長(zhǎng)模擬時(shí)間

2、的過(guò)程中，會(huì)發(fā)生Ostwald熟化長(zhǎng)大，析出顆粒平均半徑呈拋物線(xiàn)增加，升高模擬溫度則會(huì)加速析出顆粒長(zhǎng)大趨勢(shì)，各種模擬溫度下得到的顆粒長(zhǎng)大指數(shù)在0.320～0.332之間，不隨模擬溫度變化發(fā)生較大波動(dòng)。上述模擬結(jié)果與NiFe2O4-KCl熔鹽體系和SrMoO4過(guò)飽和溶液體系降溫延時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、以及受擴(kuò)散過(guò)程控制下的Ostwald熟化長(zhǎng)大理論較為吻合。
　　 采用蒙特卡羅方法模擬擴(kuò)散控制和界面反應(yīng)控制機(jī)制下的液相燒結(jié)顆粒Ostw

3、ald熟化長(zhǎng)大行為。通過(guò)引入臨界形核尺寸，考慮液相濃度與臨界形核尺寸之間的關(guān)聯(lián)性，區(qū)分溶質(zhì)格點(diǎn)和顆粒格點(diǎn)。在模擬過(guò)程中引入邊緣能量，構(gòu)建邊緣能量與固液界面結(jié)構(gòu)的聯(lián)系，建立擴(kuò)散控制機(jī)制和界面反應(yīng)控制機(jī)制下液相燒結(jié)顆粒熟化長(zhǎng)大的模擬規(guī)則。模擬結(jié)果表明，擴(kuò)散控制下顆粒在液相中發(fā)生Ostwald熟化長(zhǎng)大行為，得到的顆粒生長(zhǎng)指數(shù)不會(huì)隨液相體積含量及模擬溫度等模擬條件發(fā)生明顯變化，其數(shù)值均接近受擴(kuò)散機(jī)制控制條件下預(yù)測(cè)的理論顆粒生長(zhǎng)指數(shù)1/3。界面反

4、應(yīng)控制下顆粒在液相中發(fā)生Ostwald熟化長(zhǎng)大行為，得到的顆粒生長(zhǎng)指數(shù)不會(huì)隨液相體積含量及模擬溫度等模擬條件發(fā)生明顯變化，其數(shù)值均接近受界面反應(yīng)機(jī)制控制條件下預(yù)測(cè)的理論顆粒生長(zhǎng)指數(shù)1/2。增加模擬參數(shù)中液相體積含量，可增加相鄰固、液格點(diǎn)狀態(tài)交換這一模擬事件的發(fā)生次數(shù)，而適當(dāng)提高模擬溫度，可增加顆粒溶解、溶質(zhì)擴(kuò)散、溶質(zhì)析出模擬事件發(fā)生時(shí)的Boltzman概率，在模擬過(guò)程中都體現(xiàn)為促進(jìn)顆粒Ostwald熟化長(zhǎng)大行為的發(fā)生。這與實(shí)際液相燒結(jié)實(shí)