鋁硅酸鈣熔體氧原子配位性質(zhì)研究.pdf

1、本學(xué)位論文的宗旨是鋁硅酸鈣熔體氧原子配位性質(zhì)研究。 首先，采用MD模擬研究了CaO-Al2O3-SiO2系熔體中氧原子的配位及其動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)：以Al為中心的次近鄰(next nearest neighbor,NNN)配位數(shù)總和大約為8。說(shuō)明存在大量的三配位氧(tricluster oxygen，Ot)。在對(duì)平衡構(gòu)像的分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)主要存在兩種形式的三配位氧：Ot(Al，Al，Si)和Ot(Al，Al，Al)，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)Ot(

2、Al，Si，Si)和Ot(Si，Si，Si)。另外，對(duì)存在的三配位氧的進(jìn)一步分析，首次發(fā)現(xiàn)這兩種三配位氧還存在共棱和不共棱的精細(xì)結(jié)構(gòu)，且共棱現(xiàn)象只發(fā)生在AlO4四面體之間；SiO4四面體之間，或者SiO4四面體和AlO4四面體之間不存在共棱現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，我們還對(duì)氧的均方位移及速度自相關(guān)函數(shù)等動(dòng)力學(xué)性質(zhì)做了分析，發(fā)現(xiàn)三配位的氧的引入降低了氧原子的總體活動(dòng)能力。 然后，采用從頭計(jì)算對(duì)MD模擬構(gòu)像中提取出來(lái)的氧原子團(tuán)進(jìn)行能量及電荷

3、計(jì)算。計(jì)算采用的是RHF/6-31G方法。通過(guò)對(duì)各原子團(tuán)總能量的分析發(fā)現(xiàn)，原子團(tuán)Ot能量要比相應(yīng)的原子團(tuán)Ob能量低，說(shuō)明鋁硅酸鈣熔體中存在的三配位氧Ot不是一個(gè)過(guò)渡態(tài)，而是穩(wěn)定存在的。同時(shí)，鋁鋁不共棱的原子團(tuán)Ot(Al，Al，Al)、Ot(Al，Al，Si)要比鋁鋁共棱的原子團(tuán)Oct(Al，Al，Al)、Oct(Al，Al，Si)穩(wěn)定。此外，對(duì)三配位氧的Mulliken電荷的貢獻(xiàn)主要來(lái)源于跟它配位的網(wǎng)格形成子T(Al或Si)的種類(lèi)，而原