安希忠
,
李长兴
,
杨润宇
,
余艾冰
,
曲德毅
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2011.04.018
采用离散元(DEM)数值方法结合物理实验,分别实现了单一尺寸硬球在三维(3D)间歇振动及批量加料条件下堆积的有序化(结晶),通过对晶体的结构表征、数值仿真中的微观性能如配位数(CN)、径向分布函数(RDF)、角分布函数(ADF)、Voronoi/Delaunay孔的尺寸分布、力的网络分析以及晶体形成过程中的动力学分析,得出如下结论:(1)数值仿真和物理实验中所获得的均为{111}取向FCC晶体,晶体中粒子的最大堆积密度可达0.74；(2)晶体中粒子的配位数分布在CN=12处出现峰值,表明每个粒子具有12个近邻；RDF和ADF分布表明堆积粒子之间分别在径向具有长程相关性及角度上具有相关性,这是晶态结构的典型特征；Voronoi/Delaunay孔的尺寸分布与非晶态相比表现为高且窄的曲线,且向左移,表明所获得的硬球晶中孔隙很小且分布均匀；粒子间力的网络更直观地表明了晶体的结构,同时还指出在FCC硬球晶中分别存在着面内的力和面间的力,其中后者小于前者；(3)晶体形成过程中的速度场和力场等动力学信息的变化表明粒子在堆积过程中一旦形成有序,它将作为一个整体运动,并为后续粒子的有序化提供模板,起到了结晶的晶核的作用.
关键词:
颗粒堆积
,
致密化
,
振动
,
离散元模拟
,
硬球晶
安希忠
,
张禹
,
刘国权
,
秦湘阁
,
王辅忠
,
刘胜新
稀有金属材料与工程
建立了CVD金刚石膜{100}取向生长过程中的化学反应模型,表面吸附生长机制以沟槽处碳氢组元加入的机制为主,并用改进的KMC方法在原子尺度上模拟了该模型下(100)表面的生长过程,给出了衬底温度和甲基浓度等操作参数对膜质量的影响.结果表明,该化学反应模型能够较实际地揭示{100}取向CVD金刚石膜的生长.
关键词:
CVD金刚石膜
,
KMC方法
,
原子尺度
,
化学反应模型
,
生长机制
安希忠
,
刘国权
,
张禹
,
秦湘阁
,
刘俊友
功能材料
综述了近年来金刚石薄膜形成过程的分子动力学(Molecular Dynamics,简称MD)模拟研究,详细地阐述了原子间相互作用势的选取,总结了不同沉积条件下MD的计算模型和几种典型情况下的模拟结果.研究表明:在原子尺度上,MD方法能较全面地提供有关膜生长的信息,对进一步了解金刚石膜形成的微观机制以及为细观层次仿真提供基本信息均具有重要意义.
关键词:
金刚石膜
,
虚拟制备
,
分子动力学模拟
,
原子间作用势
