本文關(guān)鍵詞：受限熔體的液液相變及凝固行為

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【摘要】：以受限空間作為模板利用熔體凝固的方式有可能制備出結(jié)構(gòu)完美、性能優(yōu)良的納米材料。然而,受限熔體的結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)與塊體的不同,并且會(huì)對(duì)凝固得到的材料結(jié)構(gòu)和性能有遺傳作用。因此,研究受限熔體的結(jié)構(gòu)特性及凝固行為,掌握受限空間對(duì)熔體結(jié)構(gòu)及相變的界面效應(yīng),不僅能完善熔體的相變理論,對(duì)于發(fā)展納米材料制備與加工的先進(jìn)技術(shù)也有非常重要的理論指導(dǎo)意義。本文利用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法對(duì)受限空間內(nèi)碳化硅熔體的液液相變進(jìn)行了深入研究,探討了受限空間、壓力以及墻體作用力對(duì)碳化硅熔體結(jié)構(gòu)的影響以及對(duì)液液相變的誘導(dǎo)作用；同時(shí)探究了二維鈷熔體在快速凝固過(guò)程中的結(jié)構(gòu)演變規(guī)律,揭示了二十面體序與晶體中程序之間的演變關(guān)系。本論文的主要內(nèi)容如下：(1)研究了受限碳化硅熔體的液液相變,并作出了壓力.受限空間相圖。受限熔體的液液相變表現(xiàn)為受縫隙尺寸和側(cè)向壓力控制的層相轉(zhuǎn)變,這一轉(zhuǎn)變過(guò)程中伴隨著密度的突變。在層相轉(zhuǎn)變過(guò)程中,不同配位結(jié)構(gòu)的空間分布會(huì)隨縫隙尺寸和側(cè)向壓力變化而改變。硅原子以三配位結(jié)構(gòu)、四配位結(jié)構(gòu)和五配位結(jié)構(gòu)為主,而碳原子的主導(dǎo)結(jié)構(gòu)為三配位結(jié)構(gòu)。碳原子與硅原子的三配位結(jié)構(gòu)不同會(huì)導(dǎo)致近墻層內(nèi)出現(xiàn)微相分離現(xiàn)象。另外,提高墻體作用力會(huì)誘發(fā)碳層與硅層之間的分離,這為新型二維碳化硅結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。值得注意的是,根據(jù)液液相變線為負(fù)斜率的壓力-受限空間相圖,液液相變?cè)诟邏合轮饕芸p隙尺寸誘導(dǎo),而在低壓下,液液相變則主要受側(cè)向壓力誘導(dǎo)。(2)研究了二維純鈷熔體在快速凝固過(guò)程中的結(jié)構(gòu)演變。研究發(fā)現(xiàn),二十面體序?qū)w中程序的形核生長(zhǎng)有協(xié)同和釘扎作用。熔體中的二十面體序會(huì)與周?chē)�形短程序協(xié)同形核,并在晶體中程序的生長(zhǎng)過(guò)程中被逐漸同化為晶體序。但同化過(guò)程中消耗能量,使二十面體序表現(xiàn)出釘扎效應(yīng)。在二十面體序的協(xié)同和釘扎效應(yīng)共同作用下,無(wú)序的熔體薄膜逐漸演變?yōu)榫哂邪胗行蛎詫m構(gòu)型的非晶結(jié)構(gòu)。這一研究揭示了二十面體序與晶體中程序之間的演變規(guī)律。本論文的研究成果揭示了受限熔體的相變特征及團(tuán)簇結(jié)構(gòu)演變規(guī)律,為受限熔體的液液相變提供了理論依據(jù),對(duì)于新型二維碳化硅材料及金屬薄膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制備有非常重要的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1

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本文編號(hào)：1265694