高壓下液態(tài)Ni和Co結(jié)構(gòu)和動力學(xué)的第一性原理研究.pdf

1、液態(tài)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)對材料的性能研究有著十分重要的意義，目前凝聚態(tài)物質(zhì)已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。壓強(qiáng)作為材料制備的重要因素，對液態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都有深遠(yuǎn)影響，所以對高壓下液態(tài)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究是十分必要的。
　　本文采用第一性原理分子動力學(xué)分別模擬了高壓下液態(tài)Ni和Co的原子運(yùn)動。通過計(jì)算徑向分布函數(shù)、靜態(tài)結(jié)構(gòu)因子、鍵角分布函數(shù)和鍵對分布函數(shù)等結(jié)構(gòu)分析函數(shù)，以及對均方位移、范霍夫函數(shù)和中間自散射函數(shù)等動力學(xué)相關(guān)函數(shù)的分析，得到了高壓對

2、液態(tài)金屬Ni和Co微觀結(jié)構(gòu)及動力學(xué)的作用，并總結(jié)了液態(tài)金屬Ni和Co結(jié)構(gòu)和動力學(xué)性質(zhì)隨壓強(qiáng)的變化規(guī)律。同時，我們還研究了溫度對高壓下兩種液體的微觀結(jié)構(gòu)和動力學(xué)性質(zhì)的影響。
　　同一溫度，壓強(qiáng)增大，體系密度增加，液態(tài)Ni原子間排列更加緊密，短程有序性增強(qiáng)。分析結(jié)果表明：代表完整二十面體結(jié)構(gòu)的1551鍵含量先增后減，說明大量的完整二十面體被破壞，缺陷二十面體增加，促進(jìn)了面心立方體和密排六方體有關(guān)的結(jié)構(gòu)增加；體系結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變的臨界密度與

3、溫度有關(guān)，溫度越低，臨界密度越小。通過對動力學(xué)相關(guān)函數(shù)的分析我們發(fā)現(xiàn)，高壓使液態(tài)Ni原子的擴(kuò)散變慢，高溫時出現(xiàn)了β馳豫，表現(xiàn)出一些過冷態(tài)的習(xí)性。
　　其次，通過對不同密度下液態(tài)Co的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)變化分析，我們最終得出了壓強(qiáng)對液態(tài)Co結(jié)構(gòu)及動力學(xué)的影響。壓強(qiáng)增大，使Co原子之間排列越來越緊密，液體的密度增大，短程有序性增強(qiáng)。在一個較低的壓強(qiáng)范圍內(nèi)，完整二十面體和缺陷二十面體隨壓強(qiáng)增大都有一定程度的增加。當(dāng)壓強(qiáng)繼續(xù)增大時，完整二十面體