《玻璃化相變中勢能曲面與動力學的關係研究》是依託哈爾濱師範大學，由孫民華擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：玻璃化相變中勢能曲面與動力學的關係研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：孫民華
- 依託單位：哈爾濱師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
玻璃化相變一直是相變理論中的一個難點。根據在趨向玻璃轉變時候表現出不同的動力學行為，液體可以被分為強液體和弱液體。人們到現在還不清楚，到底是什麼因素決定了液體玻璃轉變動力學的強弱。從本質上說，勢能曲面對液體的熱力學性質和動力學性質有著極大的影響，因此，從勢能曲面入手，研究不同液態的勢能曲面的不同特點，將會有助於人們對玻璃相變的理解。本研究將通過經典分子動力學模擬和理論分析的方法。對三種具有不同動力學行為的液體的勢能曲面進行研究，研究它們的勢能曲面的特點以及隨溫度的變化規律。試圖從勢能曲面角度理解物質玻璃轉變動力學行為特徵。本項目也將豐富已有的二級相變理論。
結題摘要
通過與中國科學院理論物理所的合作研修，我們對不同動力學行為的液體的勢能曲面進行研究，研究它們的勢能曲面的特點以及隨溫度的變化規律，從勢能曲面角度解釋了一些物質玻璃轉變動力學行為特徵。本項目取得以下的主要成果： 1.金屬液體與非金屬液體的勢能曲面的特徵研究：我們發現金屬液體(Cu,Ni3Al)的內在勢能在整個降溫區間分為三個階段:高溫時,內在勢能在一個較高的能量值附近波動; 當系統的溫度降低到熔點溫度(Tm)時,內在勢能大幅度減小; 當體系溫度降到玻璃轉變溫度(Tg)時,內在勢能變得平穩，金屬勢能曲面與二元lenard—Jones液體（BMLJ液體）的勢能曲面存在明顯的差異,與BMLJ液體相比,金屬液體在高低溫的內在勢能差值很小,尤其是Cu的內在能量幾乎不隨溫度變化,其差值的大小反映了液體的動力學性質的強弱。 2.提出一個用勢能曲面方法計算流變激活能的新方法：我們提出了一個由勢能曲面計算流變激活能的新方法,並計算了Cu和Ni3Al 的流變激活能,發現它們的激活能都隨著溫度的降低而升高,但是Ni3Al的激活能隨溫度降低升高得更快,在玻璃轉變點附近,Ni3Al 的激活能比Cu的激活能要高,這與Ni3Al比Cu有更好的玻璃形成能力有著密切的聯繫。 3.研究了原子尺寸差效應對Au的勢能曲面及玻璃形成能力的影響，我們發現增加原子尺寸差會導致Au的勢能曲面發生顯著的變化:它使高-低溫的內在勢能差變大;導致每個溫度下內在能量分布變寬,勢能曲面變得粗糙;使得體系的海森矩陣特徵值分布曲線的峰值變矮,勢能曲面上的結構重排方向更少,重排幾率更小;導致過冷液態區的流變激活能隨溫度降低增加更快。以上原子尺寸差效應導致的勢能曲面的所有的變化,都有利於提高非晶的形成能力。
