MD SIMULACE TAVENÍ KRYSTALU MĚDI

Prezentace na téma: "MD SIMULACE TAVENÍ KRYSTALU MĚDI"— Transkript prezentace:

1 MD SIMULACE TAVENÍ KRYSTALU MĚDI
Jan MACÁK (2010)

2 KRYSTAL MĚDI Měď je ušlechtilý kovový prvek načervenalé barvy; má chemickou značku Cu a protonové číslo 29. Měď patří mezi kovy krystalizující v plošně středěné kubické mřížce (fcc). Tabulková hodnota teploty tání mědi je: 1357,77 K (tedy 1084,62°C). MD simulace byla vytvořena na bázi Suttonova-Chenova potenciálu v aplikaci DL_POLY.

3 PLOŠNĚ STŘEDĚNÁ KUBICKÁ MŘÍŽKA - FCC
Atomy jsou umístěny ve všech vrcholech a ve všech středech stěn krychle jednotkové buňky

4 SUTTONŮV-CHENŮV POTENCIÁL
Suttonův-Chenův (SC) potenciál je ekvivalentem Lennard-Jonesova potenciálu pro krystaly. S-C potenciál patří mezi tzv. analytické “embedded” potenciály. S-C potenciál patří mezi nejvhodnější potenciály pro MD simulace fcc krystalů. V aplikaci DL_POLY má znak stch a parametry r0, ε, n, m a c (viz další strana).

5 MATEMATIKA S-C POTENCIÁLU
Nejedná se o párový potenciál. Obecně pro “embedded” potenciály platí: , kde ρij je vážící funkce. , kde První člen v součtu sumací vyjadřuje párový charakter a druhý vystihuje elektronovou hustotu pomocí funkce lokální hustoty F. Pro S-C potenciál pak platí: Použité hodnoty: r0 = 143,813 ε 3,614 n 9,0 m 6,0 c 39,431 s parametry r0, ε, n, m a c.

6 VÝSLEDKY MD SIMULACE (1)
T (K) ρ (kg/m3) U (kJ/mol) D (nm2/ns) 300 8737,13 0,0000 500 8590,59 700 8432,48 900 8258,33 1100 8053,35 1300 7414,16 5,7744 1500 7220,97 8,2284 1700 7026,74 9,6078 1900 6845,25 13,486 T je TD teplota ρ je hustota U je potenciální energie D je difusní koeficient

7 VÝSLEDKY MD SIMULACE (2)

8 VÝSLEDKY MD SIMULACE (3)

9 VÝSLEDKY MD SIMULACE (4)

10 ZÁVĚR Na teplotním intervalu 1100 – 1300 K došlo k výraznému poklesu hustoty, nárůstu potenciální energie a nárůstu difusního koeficientu. Z toho lze usoudit, že k roztavení krystalu mědi došlo podle MD simulace právě někde v uvedeném intervalu. Výsledek se příliš neodchyluje od tabulkové hodnoty 1357,77 K.

11 ZDROJE Obrázky: Ostatní zdroje: Konzultace: http://terresacree.org
Ostatní zdroje: Zápisky z přednášek Molekulární dynamika (M. Lísal) Konzultace: Doc. Ing. Martin LÍSAL, DSc. Ing. Pavel KUBA