基于分子动力学的镁硅酸盐熔融特性机理研究

摘要

在BMH势函数下采用分子动力学模拟计算研究了1 600 ℃下MgO-SiO₂体系中Mg含量从34 mol%升高至62mol%时体系微观结构的变化规律，得出了偏径向分布函数、平均键长、平均配位数、氧的分布及聚合度等结构特征，从微观结构的角度分析了宏观熔融特性变化的理论机理．研究结果表明：当Mg含量从34 mol%升高至62 mol%时，Mg-O的平均键长从1.97 A增大至2.01 A，平均配位数从4.19增至5.06，体系有序度降低．体系中桥氧键从68%左右降低至15%，非桥氧键从31%左右增加至64%，自由氧增加了约18%.Q⁴从40%左右降低至2%,Q⁰+Q¹从3%左右升高至57%，聚合度高的Q⁴、Q³分解为聚合度低的Q⁰、Q¹、Q²,Si-O-Si存在比例降低、Mg-O-Mg升高，体系聚合度明显降低．与Mg含量在34～50 mol%范围相比，Mg含量在50～62 mol%范围内变化时配位数的变化更显著．

关键词

分子动力学模拟 / MgO-SiO₂体系 / 微观结构 / 熔融特性 / 聚合度