銀納米晶能量與微觀結(jié)構(gòu)演變的分子動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、近年來(lái)，納米材料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是對(duì)貴金屬納米材料的研究更是納米材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文采用分子動(dòng)力學(xué)方法和嵌入原子勢(shì)，對(duì)不同尺寸銀納米晶在高溫弛豫下的能量和微觀結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行了模擬研究。
　　首先，對(duì)于沿相互垂直{110}、{211}和{111}面切割形成的近正方體截面銀納米晶，體系溫度、體系尺寸均對(duì)原子的能量分布有影響：同種體系原子平均勢(shì)能隨溫度的升高而增加，而在相同溫度下的不同體系原子能量分布密度比較相近，但是體系尺

2、寸越小，原子平均能量越高，原子勢(shì)能在高能區(qū)所占的比例越多，能量越分散。通過(guò)模擬還發(fā)現(xiàn)，體系在升溫過(guò)程中，原子平均能量隨溫度的升高出現(xiàn)線性增加，當(dāng)溫度到達(dá)某一溫度（熔點(diǎn)）時(shí)體系會(huì)出現(xiàn)能量的突變，這個(gè)突變點(diǎn)大小與體系尺寸有關(guān)，尺寸越小，突變溫度越低。
　　然后，體系能量的改變使原子的排列發(fā)生改變，銀納米晶隨著溫度的上升，從規(guī)則的立方體結(jié)構(gòu)開始，先從角再到邊再到面出現(xiàn)原子遷移重組，最后銀納米晶演變?yōu)榍蛐?。銀納米晶的熔化演變過(guò)程表明：納米

3、晶的高溫熔化可分三個(gè)階段，即很短時(shí)間的表面預(yù)熔，較長(zhǎng)時(shí)間的表面原子無(wú)序和重排，迅速的全面熔化。最先出現(xiàn)原子遷移重組的是八個(gè)頂角，其次是十二條棱邊，最后是六個(gè)面，這種遷移重組使得納米晶的比表面減小，體系的能量減小。
　　另外，銀納米晶在熔化過(guò)程中出現(xiàn)明顯的各向異性行為：(112)面熱穩(wěn)定性最低，最先熔化，其次是（110）面，熱穩(wěn)定性最高的是(111)面，最后熔化。研究結(jié)果還表明：不同晶面最層和次外層的穩(wěn)定壽命相差不大且時(shí)間極短，第三