壓力誘導的納米氧化物(ZrO2,SiO2)相變及結構變化的分析-分子動力學模擬.pdf

1、納米氧化物(ZrO2和SiO2)是一類重要的納米材料,由于具有很強的表面效應、量子尺寸效應、體積效應和宏觀量子隧道效應等獨特性質,而使其被廣泛應用在功能陶瓷、化纖、環(huán)境工程、化妝品及涂料等領域。在高壓下納米ZrO2和納米SiO2粒子會經(jīng)歷獨特的壓力誘導的結構轉變過程,因此,對它們發(fā)生相變的結構和相變機理的研究將是非常有意義的。
　　 采用分子動力學(MD)模擬,利用DL_POLY程序,使用理想氣體作為壓力傳導媒介的方法,分析了壓

2、力誘導納米氧化物的相變及結構變化。研究了三種大小的納米ZrO2結構,壓力由1 Gpa加壓至20 Gpa,間隔1 Gpa。結果顯示,結構變化為漸變過程,對較小納米顆粒(即原子數(shù)為324和768的納米ZrO2)主要有三種結構并存,即四配位、五配位、六配位結構并存,四面體向六面體結構的轉變壓力分別發(fā)生在9～10 Gpa和8～11 Gpa;而對原子數(shù)為1500的較大納米ZrO2顆粒主要有五種結構共存,即從四配位到八配位五種結構,并在加壓過程中出

3、現(xiàn)兩次重大的結構轉變,分別發(fā)生在7～8 Gpa和14～16 Gpa。
　　 采用相同的方法研究了兩種大小的納米SiO2結構,壓力從1 Gpa開始,以2 Gpa為間隔,最終加壓至45 Gpa。結果表明,體系結構變化同樣為漸變過程,即四配位、五配位、六配位結構并存。原子數(shù)為1536和3000的納米SiO2的主導結構由四面體向六面體結構轉變的壓力分別發(fā)生在31Gpa和25Gpa附近。
　　 此外,采用MD模擬還研究了聚環(huán)氧乙烷