铝纳米颗粒的热物性及相变行为的分子动力学模拟

作     者：林长鹏 刘新健 饶中浩 Lin Chang-Peng;Liu Xin-Jian;Rao Zhong-Hao

作者机构：中国矿业大学电力工程学院徐州221116 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2015年第64卷第8期

页      面：110-117页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0704[理学-天文学] 070301[理学-无机化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:U1407125) 江苏省自然科学基金青年基金(批准号:BK20140190)资助的课题~~ 

主　　题：铝纳米颗粒 金属相变 热物性 分子动力学 

摘      要：采用分子动力学方法模拟了纳米金属铝在粒径为0.8—3.2 nm时的熔点、密度和声子热导率的变化,研究了粒径为1.6 nm的铝纳米颗粒的密度、比热和声子热导率随温度的变化.采用原子嵌入势较好地模拟了纳米金属铝的热物性及相变行为,根据能量-温度曲线和比热容-温度曲线对铝纳米颗粒的相变温度进行了研究,并利用表面能理论、尺寸效应理论对铝纳米颗粒熔点的变化进行了分析.随着纳米粒径的不断增大,铝纳米颗粒的熔点呈递增状态,当粒径在2.2—3.2 nm时,熔点的增幅减缓,但仍处于递增趋势.随着纳米粒径的增大,铝纳米颗粒的密度呈单调递减,热导率则呈线性单调递增,且热导率的变化情况符合声子理论.随着温度的升高,粒径为1.6 nm的铝纳米颗粒的密度、热导率均减小.该模拟从微观原子角度对纳米材料的热物性进行了研究,对设计基于铝纳米颗粒的相变材料具有指导意义.