石墨烯及二氧化钛孔道内小分子扩散的 反应分子动力学模拟

受限空间内有机小分子的反应、扩散传递是纳微尺度扩散传递领域的研究热点．以石墨烯或 锐钛矿二氧化钛（１０１）薄层组成的纳米受限空间为研究对象,采用基于反应力场（ＲｅａｘＦＦ）的分子 动力学方法研究了工业应用中常见有机小分子（苯、苯酚、甲烷）在受限空间内的扩散传递行为．模 拟中分别研究了孔道材料、受限空间尺寸对小分子扩散及密度分布的影响．结果表明：受限空间内 的有机小分子趋向于在孔道材料表面积聚,苯和苯酚分子的扩散系数在石墨烯孔道内随着孔道宽 度的增加都呈现出先增后减的趋势,而甲烷分子的扩散系数随着孔道宽度的增加单调减小;二氧化 钛孔道内苯酚分子由于发生化学反应扩散明显受阻,说明传递过程中的化学反应会导致扩散过程 明显减慢．     

分子动力学模拟在玻璃表面研究中的应用

本文介绍了分子动力学模拟方法在玻璃表面研究中的应用,用该方法计算机模拟了 SiO_2玻璃,R_2O·3SiO_2(R=K、Na、Li)玻璃表面,得到的 PDF 结果表明,模拟和实验结果相当一致,说明分子动力学模拟是研究玻璃表面的有效手段。     

缺陷团簇在α-Zr内扩散的分子动力学模拟

针对目前对于应力条件下材料缺陷演化的认识不足,本文以α-Zr材料为研究对象,采用分子动力学方法模拟计算由4个BS型间隙原子构成的缺陷团簇在材料中的扩散行为,研究了几种温度条件下拉伸应变及晶向对缺陷团簇扩散行为的影响.研究发现:温度、应变及晶向均会影响缺陷团簇在α-Zr材料中的扩散行为,缺陷团簇的扩散系数存在差异.结果表...     

Cu(100)表面空位扩散的分子动力学研究

采用原子镶嵌(EAM)势,利用分子动力学方法研究了单个空位在C u(100)表面及其附近区域扩散分子动力学过程,给出了空位在此表面附近不同层的形成能和迁移能。研究结果表明空位在表面形成能最小,随着层数增加空位形成能也增加,直到表面以下第五层达到体值。对于空位迁移,计算结果表明处于表面层附近的空位容易向上一层迁移直至迁移到表面。     

分子动力学模拟在化工中的应用进展

介绍了分子动力学模拟的发展过程。分析了分子动力学模拟在界面行为、传质行为、超临界流体等方面的应用情况。着重介绍了分子动力学模拟在水表面性质,油水界面行为,吸附、萃取过程及超临界水、CO2研究等方面的应用。为分子动力学模拟的应用提供参考。     

简单气体在ITQ-3分子筛中扩散性质的分子动力学模拟

通过平衡分子动力学方法模拟了Ne,CH4和Ar在二维分子筛ITQ-3中的扩散,考察了两个不同方向上扩散系数与负载量之间的依赖关系.在窄孔径的Z方向上,扩散系数随负载量的增加先逐渐增大,而后逐渐减小；在宽孔径的Y轴方向,分子的扩散系数随负载量的增加而作单调减小.沿Z轴方向扩散势能曲线的计算,清晰地说明了出现这两种截然不同...     

甲醇水溶液结构和扩散性质的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了不同浓度甲醇水溶液的热力学、微观结构和动力学性质。模拟发现随着甲醇浓度的增加，溶液的超额混合焓呈先降低后增加的趋势，在XM（摩尔分数）为0．36时出现最小值，与实验结果相当吻合；甲醇分子配位圈内水分子的配位数NMw随甲醇浓度的增加而减小，水分子配位圈内水分子的配位数Nww也随甲醇浓度的增加而减小；溶质的加入使水分子间的间隙变小，配位数Nαβ与组成XM呈线性关系。     

气体分子动力学中的扩散问题

在研究气体分子动力学过程中,扩散问题(即质量转移问题)是一个十分重要的问题。本文以时间分辨的二极管激光探测法研究CO_2分子被快速氢原子碰撞后的能量转移为例对扩散问题进行了讨论。     

TATB和TATB/F2311力学性能的MD模拟

用分子动力学（MD）方法，对钝感炸药TATB（1，3，5-三氨基-2，4，6三硝基苯）及其与氟橡胶（F2311）所构成的高聚物粘结炸药（PBX），在COMPASS力场中进行周期性模拟计算，求得其弹性系数、模量和泊松比，发现在TATB中添加少量氟橡胶（F2311）能有效改善其力学性能。     

一种新型高分子表面活性剂的性能研究

高分子表面活性剂是一类有着巨大应用前景的聚合物材料。采用均相聚合法，合成了一种新型高分子表面活性剂PS1-丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸酸甲酯三元共聚物，对其特性粘数、表面活性、界面活性等性能作了进一步研究。     

分子动力学模拟Ti-Al合金非晶的形成与晶化

用分子动力学方法模拟了Ti-Al合金非晶的形成与晶化过程,非晶合金采用从熔融态淬火至室温的方法获得。通过对不同冷却速率淬火过程的模拟,得到了不同合金成分的非晶转变冷速,表明40-90 at%Al的合金非晶形成能力强,临界冷却速率低。构型分析表明：非晶合金主要由二十面体团簇和初晶团簇构成,非晶退火晶化的微观机理研究说明晶化的过程实际上是体系缺陷和二十面体团簇的数量降低、初晶数量和体积增大的过程。     

过氧化氢水合物稳定性分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法研究过氧化氢(Hydrogen Peroxide,HP)作为客体分子形成结构Ⅰ型(SI)水合物稳定性。系统分析了不同数目的HP填充到SI笼子中形成水合物晶体稳定机理。模拟表明,无辅助气体下,HP不能形成稳定的SI水合物。添加甲烷辅助气体对水合物形成具有稳定作用,随辅助气体的增加水合物笼状结构破坏缓慢。在添加1个HP到SI大胞腔中,其它胞腔填充辅助气体情况下,能形成稳定SI水合物。研究表明HP作为促进水合物分解的化学试剂与醇类具有相似性质,仅在低浓度下可以形成稳定水合物,为HP溶液促进甲烷水合物分解实验研究提供参考。     

分子动力学模拟计算有机溶剂的溶解度参数

报道了利用分子动力学模拟手段对17种极性、非极性和氢键有机溶剂的溶解度参数进行计算的结果,并和实验值进行了对比。计算结果表明,非极性溶剂和多数极性溶剂的计算值和实验值吻合良好,相对偏差一般小于1％;而少数极性溶剂和多数氢键溶剂的计算值和实验值间则存在一定的偏差,其中苯酚达到16％。     

混配柴油分子系统相容性的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,利用计算得到的溶解度参数,对模拟的石化柴油和大豆油混配柴油系统的相容性进行了研究。选用了几种和模拟系统分子相关的长链烷烃和不饱和脂肪酸甲酯作为参照物,将其模拟溶解度参数计算值和实验或经验值进行了对比,发现偏差较小,验证了文中模拟方法的可信性。然后,构建了由正十六烷模拟的石化柴油和几种不饱和脂肪酸甲酯模拟的大豆油按不同比例混配得到的7种柴油分子系统。对7种系统在293K时的溶解度参数进行了计算,结果发现,混合柴油系统的相容性随大豆油的配比增加呈现先减后增现象,在大豆油的物质的量比约0.6左右,系统的溶解度参数出现了最大的正偏差,表明此时两种油的相容性最佳。本结论将为柴油的混配研究提供一定的理论参考。     

分子动力学模拟甲烷水合物结构稳定性

采用经典的NVT系综分子动力学方法模拟研究在不同温度下晶穴占有率对甲烷水合物晶体结构稳定性的影响。模拟显示高晶穴占有率和低温均有利于甲烷水合物晶体结构的稳定。在NVT系综模拟条件下,当晶穴占有率θ=100%甲烷水合物晶体可以在较高的温度下稳定存在;当θ37.5%,在适宜的温度下可以稳定存在;较低的温度可使空甲烷水合物笼形结构稳定。     

Molecular Dynamics Simulation of Dealloyed Layer-induced Tensile Stress in Cu3Au

During stress corrosion cracking of Cu3Au alloy, there is a dealloyed layer on its surface because of preferential dissolution of Cu, and there is a linear distribution of Cu vacancy concentration in the dealloyed layer. Molecular dynamics simulation has been done on the three-dimensional crystal (about 14 8000 atomss) by employing the embedded-atom method (EAM) potential. Simulation shows that Cu3Au crystal in which there is a dealloyed layer on one surface and one end is fixed will be deflected after relaxing the a long time because of a tensile stress generated at or near the dealloyed layer interface. The deflection and then the tensile stress increase with increasing the depth of dealloyed layer and the vacancy concentration in the dealloyed layer.     

SrTiO3熔化过程的分子动力学模拟

对SrTiO3在2×1014 k/s快速升温时的微观结构及其转变过程进行了等温等压分子动力学模拟.模拟表明SrTiO3在温度为2 500K时,能量、体积都同时出现了突变;并且由径向分布函数、离子运动图片表明2 500K时SrTiO3开始熔化.模拟得到的SrTiO3熔点数值与实验值基本吻合.