液态锡结构演变研究：分子动力学模拟与特性分析

"液态锡结构演变特征的分子动力学模拟" 本文主要探讨的是液态锡的结构演变特征及其对应的宏观特性，通过分子动力学方法和MEAM（Modified Embedded Atom Method）势进行了深入研究。分子动力学是一种计算方法，用于模拟大量粒子在力场作用下的动态行为，此处用于揭示液态锡的微观结构与热力学性质之间的关系。 张丽红、李小凡等研究人员发现，当温度升高时，液态锡的短程结构有序度呈现下降趋势。这种有序度的变化是液态金属结构演变的重要指标，它直接影响物质的物理性能。在大约1200K的温度区间内，这个有序度的降低过程出现了显著的分段现象，这可能暗示着液态锡内部的结构转换有着特定的温度依赖性。 同时，作者们通过模拟计算得到了液态锡的自扩散系数和剪切粘度随温度的变化关系。这两个参数是表征液体流动性和黏性的关键指标，它们的变化与液态锡的结构演变相吻合，进一步证实了温度对液态锡结构的影响。自扩散系数反映了粒子在液体中的平均自由移动距离，而剪切粘度则决定了液体对外力的抵抗能力，两者都与液体的微观结构紧密相关。 在接近液态锡熔点的区域，随着压强增加，研究显示短程有序结构中的面心立方（FCC）和六方密堆积（HCP）特征键对逐渐转化为体心立方（BCC）特征键对。这一转变表明，液态锡的短程有序结构正在经历从密堆积结构向非密堆积结构的转变，这可能是由于压强和温度共同作用导致的结构重排。 关键词涉及到的方面有分子动力学模拟技术的应用，液态锡的特殊性质，结构演变的过程，以及自扩散系数和剪切粘度这两个关键的物理量。这些研究结果对于理解液态金属的行为，特别是在高温和高压环境下的应用，如核聚变领域的材料科学，具有重要的理论和实践意义。 该研究通过分子动力学模拟揭示了液态锡在不同温度和压强条件下的结构演变规律，为液态金属的研究提供了新的视角和理论支持。同时，这些发现也为优化材料设计和改善高温下金属的工作性能提供了可能的途径。