NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC HIỆN TƯỢNG KHUẾCH TÁN TRONG Al₂O₃ LỎNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÐỘNG LỰC HỌC PHÂN TỬ

 

Võ Văn Hoàng, Suhk Kun Oh^*

Trường Ðại học Khoa học Tự Nhiên - ÐHQG tp.HCM

* Chungbuk National University, South Korea

Tóm tắt:

 

Cấu trúc của Al₂O₃ vô định hình được nghiên cứu bằng phương pháp Ðộng lực học phân tử và thế tương tác BKS và mô hình nhận được có cấu trúc phù hợp với thực

Nghiệm. Cấu trúc vi mô của mô hình nghiên cứu qua phân bố số phới vị, phân bố góc liên kết. Kết quả tính toán cho thấy ở nhiệt độ không cao, sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hệ số tự khuếch tán tuân theo định luật Arrhenius, nhưng ở vùng nhiệt độ cao thì theo định luật dạng hàm mũ và phù hợp với thuyết mode-Coupling. Nhiệt độ tới hạn tương ứng được xác lập là 3500 K. Ảnh hưởng của quá trình nhiệt động học lên cấu trúc cũng được xác lập.

 

 

TRUCTURE AND DIFFUSION SIMULATION OF LIQUID Al₂O₃

 

Vo Van Hoang, Suhk Kun Oh^*

Natural Science University - VNU.HCM

* Chungbuk National University, South Korea

Abstract:

 

Structure and diffusion of liquid Al₂O₃ have been investigated by Molecular Dynamics (MD) method. Simulations were done in the basic cube under periodic boundary conditions containing 3000 ions with the BKS pair potentials. Structure of liquid models agrees reasonably with experiment. The microstructure of systems has been analyzed through partial radial distribution functions (PRDFs), coordination number distributions, bond-angle distributions and interatomic distances. Temperature dependence of these distributions was obtained. Calculations show that in the liquid Al₂O₃ model with real density at 2.80 g/cm³ there is a short range order dominated by distorted AlO₄ tetrahedron, in agreement with Landrons experiment. Self-diffusion constants have been calculated. The temperature dependence of diffusion constants D in liquid Al₂O₃ shows an Arrhenius law with activation energy which is close to experimental one for liquid SiO₂ and close to the calculated data for diffusion in liquid aluminum silicate. With increasing temperature we find that this dependence shows a crossover to one which can be described well by a power law,. The critical temperature T_c is about 3500 K and the exponent g is close to 0.50. We also present the effects of MD run time on the structure of models. The phase transition temperature T_g for the Al₂O₃ system is anywhere around 2100 K.

PACS numbers: 78.55.Qr, 61.43.Bn, 61.43.Fs

Keywords: computer simulation, liquid oxides, diffusion.