Nghiên Cứu Đặc Trưng Cấu Trúc Và Động Học Của Các Vật Liệu SiO2 Và MgSiO3 Lỏng

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ ĐỘNG HỌC CỦA CÁC VẬT LIỆU SIO₂ VÀ MGSİO₃ LỎNG

Tên đề tài: Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và động học của các vật liệu SiO₂ và MgSiO₃ lỏng

Tác giả: Luyện Thị San

Lĩnh vực: Vật Lý Kỹ Thuật

Nội dung tài liệu:

Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu sâu về đặc trưng cấu trúc và động học của hai vật liệu phổ biến là SiO₂ và MgSiO₃ ở trạng thái lỏng. Nghiên cứu này nhằm mục đích nâng cao hiểu biết về cấu trúc và động học của các chất lỏng có cấu trúc mạng nói chung, với các đối tượng nghiên cứu cụ thể là SiO₂ và MgSiO₃ lỏng. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các hiện tượng liên quan đến cấu trúc và động học của hai vật liệu này dưới các điều kiện áp suất và nhiệt độ khác nhau.

Đối với vật liệu SiO₂, luận án xây dựng các mẫu mô phỏng với kích thước 1998 nguyên tử, khảo sát trong dải nhiệt độ 2600-3500 K và áp suất 0-30 GPa. Mục tiêu là phân tích và giải thích các hiện tượng như đa thù hình, khuếch tán và động học không đồng nhất. Đối với vật liệu MgSiO₃, luận án xây dựng mẫu với 5000 nguyên tử, nhiệt độ 3500 K và áp suất 0-30 GPa, tập trung vào việc nghiên cứu cấu trúc và sự biến đổi của nó khi áp suất thay đổi.

Phương pháp nghiên cứu chính được áp dụng là mô phỏng động lực học phân tử (ĐLHPT). Các kỹ thuật phân tích cấu trúc bao gồm hàm phân bố xuyên tâm (PBXT), phân bố góc và phân bố khoảng cách. Các kỹ thuật phân tích động học bao gồm khảo sát chuyển đổi giữa các đơn vị phối trí (ĐVPT) và quá trình tạo đám của các nguyên tử. Luận án cũng sử dụng kỹ thuật trực quan hóa dữ liệu mô phỏng để cung cấp hình ảnh trực quan về sự sắp xếp nguyên tử.

Những kết quả thu được từ luận án góp phần làm rõ cấu trúc và động học của các chất lỏng có cấu trúc mạng, mang lại ý nghĩa thiết thực cho ngành khoa học trái đất và khả năng dự đoán các quá trình địa chất. Luận án cũng đưa ra những đóng góp mới trong việc chỉ ra cấu trúc mạng của SiO₂ lỏng gồm 2 pha (mật độ thấp và mật độ cao), chứng minh vai trò của các chuyển đổi ĐVPT trong hiện tượng khuếch tán, và xác định mối liên hệ giữa áp suất và cấu trúc trong MgSiO₃ lỏng.

Mục lục chi tiết:

• Chương 1: Tổng quan về hai vật liệu SiO₂ và MgSiO₃
• Chương 2: Phương pháp tính toán
• Chương 3: Cấu trúc và động học của SiO₂ lỏng
• Chương 4: Cấu trúc của MgSiO₃ lỏng