Исследование устойчивости метастабильных фаз и кластеров методом молекулярной динамики

• Автор: Галашев, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 320 с.

%!*$?-

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
1. Методы исследования устойчивости систем взаимодействующих частиц
1.1. Устойчивость термодинамического равновесия
1.2. Условия механической устойчивости упругих анизотропных тел
1.3. Энергетические барьеры при образовании и
росте зародышей
1.4. Двухвременные функции Грина
1.5. Функция линейной реакции
1.6. Динамический структурный фактор
1.7. Теория Шнейдера. Критерии коротковолновой устойчивости
1.8. Кластеры
1.9. Капиллярная теория сосуществования жидких
и твердых кластеров
2. Метод молекулярной динамики
2.1. Физическое и математическое обоснование метода
2.2. Молекулярно-динамические ансамбли
2.3. Алгоритм метода молекулярной динамики
2.4. Численное интегрирование уравнений движения в конструкционной молекулярной динамике
2.5. Модельные потенциалы металлов, основанные на
теории псевдопотенциала

2.6. Потенциалы жидких металлов, установленные из экспериментальных структурных данных
2.7. Потенциалы взаимодействия в компьютерных экспериментах
2.8. Вода-вода и ион-вода потенциальные функции
2.9. Использование многогранников Вороного в компьютерном эксперименте
3. Устойчивость переохлажденной жидкости к
бесконечно малым возмущениям
3.1. Экспериментальные и теоретические исследования устойчивости переохлажденных жидкостей
3.2. Метод возмущений в молекулярной динамике
3.3. Расчет характеристик устойчивости переохлажденного аргона
3.4. Статические и динамические критерии стеклования
3.5. Термодинамические свойства простой жидкости в метастабильной области
3.6. Коэффициент самодиффузии и сдвиговая вязкость переохлажденной жидкости
3.7. Структура переохлажденной жидкости
4. Изучение кристаллизации переохлажденной жидкости
4.1. Спонтанная кристаллизация переохлажденной
жидкости в машинном эксперименте
4.1.1. Краткий обзор работ по моделированию кристаллизации
4.1.2. Об идентификации образующихся структур
4.1.3. Определение характерных времен

4.2. Создание разупорядоченной среды вокруг кристаллического ядра
4.3. Фазовый переход и структурная релаксация в переохлажденном аргоне
4.4. Топологические индексы структур аргона, релаксирующих к кристаллу и жидкости
4.5. Образование ОЦК структуры при кристаллизации переохлажденного жидкого натрия
4.5.1. Частотный спектр
4.5.2. Кинетические характеристики
4.5.3. Функция радиального распределения
4.5.4. Угловое распределение ближайших соседей
4.5.5. Представление ближнего порядка m-, п-распределениями
4.5.6. Метод проекций
4.6. Кристаллизация переохлажденного натрия
с формированием ГЦК модификации
4.7. Кристаллизация, вызванная зародышем комбинированной структуры, в переохлажденном
жидком натрии
5. Устойчивость перегретых кристаллов
5.1. Основные сведения о механизмах плавления
трехмерных кристаллов
5.2. Плавление и устойчивость
леннард-джонсовских кристаллов
5.2.1. ГЦК кристалл аргона
5.2.2. ГПУ, ОЦК кристаллические модификации аргона
5.2.3. Двухкомпонентный ГЦК кристалл метан-перфторметана

Обозначим через (Ъ) среднюю длину рассеяния. Тогда сечение рас-
сеяния (1.62) можно разбить на две части
сісосЮ
скосЮ к0
(1.63)

((Ь2)-{Ь)2)5"“№,0))

(1.64)
£ІЮСІГ2
где ак и акк обозначают соответственно когерентное и некогерентное сечение рассеяния. Таким образом, если рассеяние на всех частицах жидкости происходит одинаково с некоторой средней длиной рассея-
туациях плотности. Отклонение длин рассеяния от среднего значения приводит к некогёрентному рассеянию, несущему информацию об одночастичном движении (самодиффузии и т.п.). Связъ между характеристиками рассеяния в (к, со) и (г, і)-пространстве была установлена Ван Ховом [40]
Рассеяние рентгеновских лучей и нейтронов с энергией > 0,08 эв происходит упруго. Неупруго с атомами образца взаимодействуют медленные нейтроны (Е0~0,02 эв, энергия передачи при рассеянии Й<У<0,01 эв). Нейтроны рассеиваются на ядрах атомов исследуемого

такое рассеяние когерентно и несет информацию о флук-
(1.65)
а?,і) = 1К(к,(о)е-і{У-аі)(іМ(о
(271)
(1.66)
вещества. Длина волны X тепловых нейтронов (0,5 -=-5-10 10ж) во много раз превосходит радиус ядра (~10_15ж), поэтому рассеяние