分子动力学模拟在冶金熔渣中的应用进展

冶金熔渣是由多种氧化物组成的熔体,常见的有硅酸盐熔渣和铝酸盐熔渣.冶金熔渣具有绝热保温、防止二次氧化、吸收钢液中夹杂物、去除钢液中有害元素等重要作用,制备性能优良的熔渣是实现冶金流程节能减排和绿色发展的重要保证,为此有必要系统地研究冶金熔渣的熔体结构和性质.目前,采用模拟实验直接研究高温熔渣熔体结构和性质的限制因素较多,分子动力学模拟可以弥补实验研究方面的不足.由于冶金熔渣种类繁多、复杂多变,如何在冶金熔渣的微观结构与宏观性质之间建立广泛的关联是当今国内外学者的研究重点.分子动力学模拟可以获得熔渣中不同粒子对的键长、键角、配位数等完整的熔体结构数据.基于此,研究者利用熔体结构的聚合度建立了多组元熔渣黏度与熔体结构单元的定量关系.此外,熔渣的电导率与熔体结构中离子的扩散能力有关,可以通过Nernst-Einstein关系式建立电导率和熔体结构之间的关系.本文综述了分子动力学模拟在冶金熔渣中应用的相关研究.首先,对分子动力学模拟在冶金熔渣中的模拟过程进行了介绍.然后,分别详述了分子动力学模拟技术在硅酸盐熔渣和铝酸盐熔渣中的应用现状.最后,总结了现有的问题,并对分子动力学模拟在冶金熔渣中的应用进行了展望.

Application and Perspective of Molecular Dynamics Simulation on Metallurgical Slag