相變是凝聚態(tài)物理研究中的一個(gè)重要課題�？臻g的限制作用是影響相變的一個(gè)重要因素。本論文研究了二氧化碳和水在限制空間中的成核與相行為。我們首先利用密度泛函理論,研究了二氧化碳在圓柱形納米孔中的干燥轉(zhuǎn)變和密度漲落,發(fā)現(xiàn)在干燥轉(zhuǎn)變點(diǎn)附近,二氧化碳的密度漲落可以比主體相大兩個(gè)數(shù)量級,且密度漲落最大處位置可以距離孔壁3nm遠(yuǎn)。這些行為受納米孔的親水性和限制程度等多方面影響。利用分子動力學(xué)模擬,我們還研究了水分子在鋼材料表面的結(jié)冰成核,發(fā)現(xiàn)疏水表面可以抑制成核。在模擬過程中發(fā)現(xiàn)了兩種不同的成核過程,慢速成核過程可以在空間中形成一種以十二面體作為連接點(diǎn)的納米尺度骨架結(jié)構(gòu),為五邊環(huán)在冰中的穩(wěn)定存在提供了條件。這些結(jié)論可以加深我們對成核過程和相變的理解,為相關(guān)物理應(yīng)用工業(yè)生產(chǎn)提供指導(dǎo)意見。

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1浸潤轉(zhuǎn)變示意圖

圖1.1浸潤轉(zhuǎn)變示意圖。(a)水滴在布匹上部分浸潤[8]。(b)液體在固體表面示部分浸潤意圖[9]。(c)浸潤轉(zhuǎn)變Tρ相圖[10]。圖中黑色實(shí)線是氣液共存曲線，浸潤轉(zhuǎn)變溫度wT將液體側(cè)的共存曲線分為不浸潤（紅色虛線）和浸潤（藍(lán)色實(shí)線）兩部分，預(yù)浸潤曲線從wT延伸至....

圖1.283.7K時(shí)氬氣在圓柱形孔和球形孔中的等溫吸附線[2]，數(shù)據(jù)由GCMC模擬得到，橫坐標(biāo)為壓強(qiáng)的對數(shù)坐標(biāo)，0p是飽和蒸汽壓，縱坐標(biāo)*n是約化吸附量

無機(jī)小分子流體在限制空間中的成核與相行為第一章緒論毛細(xì)凝聚(capillarycondensation)是浸潤轉(zhuǎn)變的極端情況，如果流體被限制在一個(gè)非常狹小的范圍內(nèi)（例如毛細(xì)管或狹縫中），由于表面效應(yīng)，整個(gè)氣液相變性狀會被極大地改變，完全偏離主體相過程。如果將普通的液體置于圓....

圖1.3(a)碳酸飲料中的二氧化碳?xì)馀荩▓D片來自網(wǎng)絡(luò)）

第一章緒論無機(jī)小分子流體在限制空間中的成核與相行為1.1.2成核現(xiàn)象成核現(xiàn)象廣泛存在于生活的方方面面，它既包括氣體或液體的結(jié)晶[12]，也包括飽和液體中形成的氣泡[13]，甚至包括高分子和軟物質(zhì)中的一些自組裝過程[14]。成核是分子在原有體系中形成熱力學(xué)新相的第一步。當(dāng)溫....

圖1.4高分子發(fā)泡相平衡圖

體在限制空間中的成核與相行為第參數(shù)，它對溶解的均勻程度、氣泡穩(wěn)定等都有影響。Flory-Hug此提供指導(dǎo)依據(jù)[32]，高分子混合物的混合自由能可以表示為mBggppgp=FkT(nlnφ+nlnφ+χnφ)分別表示組分的摩爾分?jǐn)?shù)和體積....

本文編號：3920752