分子動力學(xué)在材料科學(xué)中的應(yīng)用-wenkub.com
2025-07-29 18:53 本頁面
【正文】 MD模擬方法也從平衡態(tài)模擬發(fā)展到外加場的非平衡態(tài)模擬。結(jié)果表明氫脆的微觀起因是氫飽和使某些區(qū)域的韌性和塑性增強(qiáng),這與假定的氫增強(qiáng)局域塑性的機(jī)制相一致。即室溫下,Ag在Ni襯底上前后滑動,溫度為1200K時(shí),Ag在Ni上形成孔泡。在高的襯底溫度下,發(fā)生外延生長。薄臘研究是當(dāng)今科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一目前在很多薄摸制備方法中,都應(yīng)用了低能離子轟擊技術(shù),如離子束增強(qiáng)沉積,等離子休輔助化學(xué)汽相沉積、濺射沉積、離子輔助分子束處延等。李輝等人［8］采用EAM多體勢模型，很好地描述了液態(tài)過渡金屬Ni的結(jié)構(gòu)變化特性。因而模擬結(jié)果雖然也能揭示一些微觀結(jié)構(gòu)的特征和規(guī)律，但與實(shí)際的大系統(tǒng)情況有較大差異。 最初應(yīng)用是基于偶函數(shù)，如LendardJones勢函數(shù)和Morse勢函數(shù)，模型簡單，運(yùn)算量小，而得以在材料科學(xué)中廣泛應(yīng)用。MD主要是原子尺度上研究體系中與時(shí)間和溫度有關(guān)的性質(zhì)的模擬方法。將含有N個(gè)粒子的體積當(dāng)作具有與其相同單元無限周期點(diǎn)陣的原始單元(如圖1是一個(gè)二維的示意圖，在這個(gè)二維圖象中每個(gè)單胞被其他的8個(gè)單胞所包圍；在三維方向上每個(gè)單胞就會被26個(gè)單胞所包圍)，一給定粒子則與在此無限周期體系中的全部其他粒子相互作用。3．2周期性邊界條件 原子和分子體系的分子模擬的目的是提供一個(gè)宏觀樣本的物性信息。張邦維等綜合考慮以上EAM模型的優(yōu)缺點(diǎn)后，提出了分析型EAM理論，成為一個(gè)普適分析型EAM模型。于是，Baskes等提出了修正型嵌入原子核法(MEAM)。對勢模型的主要缺點(diǎn)是忽略了多體原子間的相互作用，更具體地說，它是忽略了由于原子局域環(huán)境的變化引起的原子間相互作用的變化，因此需要建立新的模型。在分子動力學(xué)模擬的初期，人們經(jīng)常采用的是對勢。3分子模擬主要技術(shù)細(xì)節(jié)3．1 分子間作用勢分子動力學(xué)模擬的首要條件就是要知道分子間的相互作用勢，分子間作用勢函數(shù)確定后，通過勢函數(shù)對“求導(dǎo)即可得出分子間的作用力。原子間作用勢能模型的構(gòu)造對于。 模擬中，MD采用周期邊界條件和最小鏡像原理，可以大幅度減少計(jì)算工作量［1］。一個(gè)按上述辦法建立的系統(tǒng)不會具有所要的能量，而且，很可能這個(gè)狀態(tài)并不對應(yīng)于一個(gè)平衡態(tài)。通過適當(dāng)?shù)母袷綄Ψ匠踢M(jìn)行近似，使之適于在計(jì)算機(jī)求數(shù)值解。雖然計(jì)算機(jī)模擬不能完全取代實(shí)驗(yàn)，但可以用來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，從而促進(jìn)理論和實(shí)踐的發(fā)展，所以有必要對這一領(lǐng)域進(jìn)行介紹。本文主要評述MD方法在材料科學(xué)中的應(yīng)用. 目前在材料微觀結(jié)構(gòu)的研究中，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，使得許多
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