caso·ho的晶體結構及其穩(wěn)定性的分子動力學模擬

1、201161517中國銀川第六屆全國石膏技術交流大會管展覽會論文集CaS04O5H20的晶體結構及其穩(wěn)定性的分子動力學模擬唐永波1萬建東1彭周2丁大武1(1江蘇省一夫新材料科技有限公司；2華中科技大學材料科學與工程學院)摘要：半水石膏(CaS04osrho)#體結構在a高強石膏、石膏晶須的制備中起著極其重要的指導作用，本文通過對半水石膏(CaS0405Hzo)晶體結構的分析闡述了半水石膏的生長習性，運用Materialstudio模型中

2、的COMPASS力場建立了油酸鈉在石膏晶須表面的吸附模型。1前言我國已探明的石膏儲量達570億噸，占世界首位；每年高品位工業(yè)尉產石膏的產量也相當驚人。如何將廉價的資源變?yōu)楦咝阅堋⒏吒郊又档漠a品是材料科研人員的一項重要課題。石膏經采用水熱法等工藝生成的0【高強石膏、石膏晶須被廣泛應用于建材、陶瓷、醫(yī)學、摩擦材料等領域。有關半水石膏(CaS0405HzO)晶體結構和半水石膏在水中穩(wěn)定性的研究對推動石膏深加工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。本文在

3、前人的研究基礎上對CaSO0，5H：0的晶體結構作了進一步的驗證，以求得到一個準確性高的CaSO05rl：o晶體結構。2CaS0405H20的晶體結構研究21CaS04“05H20的晶體結構半水石膏的晶體結構是一個重要的研究課題，但由于半水石膏晶體的復雜性及X射線粉末衍射技術無法檢測氫原子在晶胞里的位置等原因，半水石膏的晶體結構在較長的時間內一直沒有一個令人非常信服的定論，BezouC【1】通過中子衍射解析得到的CaS0405HzO晶體

4、的晶胞參數(shù)見表1。表1CaS0405H20晶體的晶胞參數(shù)2。根據(jù)Bezou對中子衍射數(shù)據(jù)的解析結果繪出CaS0405H20晶體的晶體結構圖。見圖1一159墊!!：!：!!：!!墾：塑業(yè)蔓查星蘭璺互!蔓苧至雯查蘭璧墨鑒叁堡苧蘭O∞Ⅻ㈩Ⅲ溫腳f℃)田4石膏在水中的溶解度由圖4可知，CaS042H抑和CaS0405H20的溶解度曲線相交于992℃，因此在常壓下c矗sO。051120不穩(wěn)定易轉變?yōu)镃aSO。2H20。32casO。05H20的晶

5、體的生長習性由圖2所示caS0。05H20晶體沿c軸方向由硫氧4面體和鈣離子相互鏈接組成因此在該方向上表面能較其它晶須的表面能大根據(jù)Hartman和Perdok提出的周期鍵鏈理論8形成一個化學鍵所需要的時間與化學鍵能的增加而減少，因此CaS0405H20晶體沿C軸方向生長的速率較其它晶面大，最終在水熱環(huán)境中形成針狀單晶一c日s0405H抑晶須。33CaS0405H20的晶體的穩(wěn)定性分子動力學模擬半水石膏的水化是一個溶解和析晶的過程，因此

6、在硫Cas0405H20晶須的表面包裹一層有機分子，將CaS0405H抑晶須與水介質隔離則能解決cas0405H20晶須在常溫下的穩(wěn)定性問題。研究發(fā)現(xiàn)油酸鈉對Cas0405H20晶須在常溫下有良好的穩(wěn)定效果M，但對油酸鈉在c且s0|05H20晶須表面的吸附能以及構象的分子模擬研究則鮮有報道。用MaterialsStudio軟件”中的COMPASS(Condensed—phaseOptimizedMolecularPotentialsfo