CẤU TRÚC LỚP TẠI GIAO DIỆN LỎNG - HƠI CỦA KIM LOẠI LỎNG SIÊU LẠNH CÓ BỀ MẶT TỰ DO

Trần Yến Mi * , Võ Văn Hoàng và Trần Hoài Nhân

* Tác giả liên hệ (yenmi@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 19-06-2014
Ngày duyệt đăng: 30-10-2014
Ngày xuất bản: 20-11-2014
Title: Surface-induced layering structure in supercooled liquid with free surface
Lượt xem
21
Downloads
11
Trích dẫn
Mi, T. Y., Hoàng, V. V., & Nhân, T. H. (2014). CẤU TRÚC LỚP TẠI GIAO DIỆN LỎNG - HƠI CỦA KIM LOẠI LỎNG SIÊU LẠNH CÓ BỀ MẶT TỰ DO. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, (34), 25-32. Truy vấn từ https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/1420
Số báo
Số. 34 (2014)
Chuyên mục
Tự nhiên

Abstract

Study on the thermodynamic properties of liquid metal, Nickel, using the dynamics simulation shows that the simulation has surface-induced layering at 1220K. This temperature is very close to the phase transition temperature between solid and supercooled liquid of this system, 1190K. Based on the analysis of the density profile at 1220K, the width of the outermost layer is found to be about 1.89 Å. This is a typical value for many models. On the other hand, the close-packed structure in these layers is recognized by analysing radial distribution function g(r). In addition, based on the distribution of coordination numbers, we find out that the particle density in layering structure space is higher than that of the remaining part of the system. Finally, the 3D visualization of roughness surface is taken at 1220 K in order to highlight the situation.
Keywords: Surface-induced layering structure, supercooled liquid metal

Tóm tắt

áp dụng phương pháp mô phỏng động lực học phân tử để khảo sát các tính chất nhiệt động học của mô hình Nickel lỏng ở trạng thái siêu lạnh, chúng tôi phát hiện hệ tồn tại cấu trúc lớp tại nhiệt độ 1220K (rất gần với nhiệt độ chuyển pha rắn ? lỏng siêu lạnh, 1190K, của hệ). Trên cơ sở phân tích hàm mật độ tại 1220K, bề rộng của lớp ngoài cùng được đo vào khoảng 1.89Å (một giá trị tương đối đặc trưng của cấu trúc lớp trong các mô hình khác). Mặt khác, sự khác biệt trong cấu trúc xếp chặt của vùng không gian có cấu trúc lớp so với vùng không có cấu trúc lớp trong hệ cũng được tìm thấy, trên cơ sở phân tích hàm phân bố xuyên tâm g(r). Ngoài ra, dựa vào sự phân bố số phối vị, chúng tôi lại một lần nữa nhận ra rằng mật độ hạt trong vùng cấu trúc lớp có giá trị vượt trội so với phần còn lại trong mô hình. Cuối cùng, ảnh 3D bề mặt của hệ Nickel lỏng siêu lạnh tại 1220K đã được chụp lại. Đây là một lớp bề mặt gồ ghề, thể hiện sự phân bố mật độ không đồng đều.
Từ khóa: cấu trúc lớp, kim loại lỏng siêu lạnh, bề mặt tự do

Article Details

Tài liệu tham khảo

B. G. Walker et al., 2007. In – plane structure and ordering at liquid sodium surface and interfaces from ab initio molecular dynamics. J. Chem. Phys. 127, 134703.

C. A. Croxton et al., 1974. Publishing models and article dates explainded. Cambridge Univ. Press. Cambridge, England.

C. S. Garder and C. Radin, 1979. The infinite volume ground state of the Lennard – Jones potential. J. Stat. Phys. 20, 197, 719 – 724.

D. Chekmarev et al., 1998. Structure of the liquid – vapor interface of a metal from a simple model potential: corresponding states of the alkali metals. J. Chem. Phys. 109, 768.

E. Chacon et al., 2001. Layering at free liquid surfaces. Phys. Rev. Lett. 87, 166101.

F. J. Cherne et al., 2001. Properties of liquid Nickel: A critical comparison of EAM and MEAM calculations. Phys. Rev. B 65, 024209.

F. P. Buff et al., 1965. Interfacial density profile for fluids in the critical region. Phys. Rev. Lett. 15, 621.

H. Tostmann et al., 1999. Surface structure of liquid metals and the effect of capillary waves: X – ray studies on liquid indium. Phys. Rev. B 59, 783.

J. G. Harris et al., 1987. Self – consistent Monte Carlo simulations of the electron and ion distributions of inhomogeneous liquid alkali metals. J. Chem. Phys. 87, 3069.

LÜ Yongjun et al., 2006. A molecular dynamics study on surface properties of supercooled water, Science in China Series G: Physics, Mechanics & Astronomy. Vol.49 No. 5 616 – 625.

M. J. Regan et al.,1995. Surface layering in liquid Gallium: An X – ray reflectivity study, Phys. Rev. Lett. 75, 2498.

M. S. Daw et al., 1983. Semiempirical, quantum mechanical calculation of hydrogen embrittlement in metals. Phys. Rev. Lett. 50, 1285.

M. S. Daw et al., 1986. Embedded – atom method: Derivation and application to impurities, surfaces and other defects in metals, Phys. Rev. B 29, 6443 – 6453 (1984)

M. Zhao et al., 1997. Structure of liquid Ga and the liquid – vapor interface of Ga. Phys. Rev. E 56, 7033.

M. Zhao et al., 1998. Comparison of the structures of the liquid – vapor interfaces of Al, Ga, In and Tl. J. Chem. Phys. 109, 1959.

S. Iarlori et al., 1989. Structure and correlations of a liquid metal surface: Gold. Surface Science 211/212, 55 – 60.

S. M. Foiles et al., 1986. Embedded – atom – method functions for the fcc metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, and their alloys. Phys. Rev. B 33, 7983.

O.G. Shpyrko et al., 2003. X –ray study of the liquid potassium surface: structure and capillary wave exitations. Phys.Rev. B 67, 115405.

O.G. Shpyrko et al., 2004. Anomalous layering at the liquid Sn surface. Phys.Rev. B 70, 224206.

O. M. Magnussen et al., 1995. X – ray reflectivity measurements of surface layering in liquid mercury. Phys. Rev. Lett. 74, 4444.

TartaglinoU et al., 2005. Melting and nonmelting of solid surfaces and nanosystems. Phys. Rep. 411, 291.

Võ Văn Hoàng, 2004. Mô phỏng trong Vật lý, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh.

Zykova-Timan T et al., 2005. Why are Alkali Halide surfaces not wetted by their own melt?. Phys. Rev. Lett. 94, 176105.