二元Lennard-Jones液体的相分离过程及其扩散性质的分子动力学研究

李美丽; 张  迪; 孙宏宁; 付兴烨; 姚秀伟; 李  丛; 段永平; 闫  元; 牟洪臣; 孙民华

doi:10.7498/aps.57.7157

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二元Lennard-Jones液体的相分离过程及其扩散性质的分子动力学研究

李美丽 , 张迪 , 孙宏宁 , 付兴烨 , 姚秀伟 , 李丛 , 段永平 , 闫元 , 牟洪臣 , 孙民华

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二元Lennard-Jones液体的相分离过程及其扩散性质的分子动力学研究

李美丽, 张迪, 孙宏宁, 付兴烨, 姚秀伟, 李丛, 段永平, 闫元, 牟洪臣, 孙民华

物理学报, 2008, 57(11): 7157-7163.

doi: 10.7498/aps.57.7157

Molecular dynamics study of the phase separation and diffusion in Lennard-Jones binary liquid

Li Mei-Li, Zhang Di, Sun Hong-Ning, Fu Xing-Ye, Yao Xiu-Wei, Li Cong, Duan Yong-Ping, Yan Yuan, Mu Hong-Chen, Sun Min-Hua

Acta Phys. Sin., 2008, 57(11): 7157-7163.

doi: 10.7498/aps.57.7157

摘要
采用分子动力学(MD)模拟方法，研究了二元体系中相分离过程、粒子的扩散系数以及相分离域尺寸大小随温度的变化规律.发现，相分离域随温度的生长过程可以分为两个阶段，分别是温度比较高的快速生长阶段和低温时的稳定生长阶段；相分离体系中系统的扩散激活能不是常数，而是一个随温度变化的函数，并且当温度高于60 K时，满足关系式E(T)=a+bTc.讨论了组元尺寸的变化对相分离过程的影响.结果表明，随两组元中某一组元

关键词:
相分离 /

扩散 /

分子动力学模拟
Abstract
Molecular dynamics (MD) simulation is performed to study the diffusion and phase separation process in binary Lennard-Jones (LJ) liquid. It is found that the growth of phase separation with temperature can be divided into two stages. The first is the fast-growth at high temperatures and the second is the steady-growth at low temperatures. Diffusion activation energy in the phase separation system is not a constant, but a function of temperature and follows the relation of E=a+bTc. The influence of the sizes of the components on the phase separation is also discussed. The results shows that the diffusivity increases when the component size decreases. This facilitates the phase separation.

Keywords:
phase separation /

diffusion /

molecular dynamics simulation
作者及机构信息
李美丽²,

张迪¹,

孙宏宁¹,

付兴烨³,

姚秀伟¹,

李丛¹,

段永平¹,

闫元¹,

牟洪臣¹,

孙民华¹

(1)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025; (2)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025；绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061; (3)绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061

基金项目: 黑龙江省自然科学基金(批准号:qc06c042)资助的课题.
Authors and contacts
Li Mei-Li²,

Zhang Di¹,

Sun Hong-Ning¹,

Fu Xing-Ye³,

Yao Xiu-Wei¹,

Li Cong¹,

Duan Yong-Ping¹,

Yan Yuan¹,

Mu Hong-Chen¹,

Sun Min-Hua¹

(1)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025; (2)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025；绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061; (3)绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061
参考文献

施引文献

[1]	黄多辉, 万明杰, 杨俊升. 聚甲基丙烯酸甲酯与碳纳米管纳米复合材料玻璃化转变及其非线性力学行为的分子动力学模拟. 物理学报, 2021, 70(21): 218101. doi: 10.7498/aps.70.20210752
[2]	廖晶晶, 蔺福军. 混合手征活性粒子在时间延迟反馈下的扩散和分离. 物理学报, 2020, 69(22): 220501. doi: 10.7498/aps.69.20200505
[3]	张恒, 黄燕, 石旺舟, 周孝好, 陈效双. Al原子在Si表面扩散动力学的第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(20): 207302. doi: 10.7498/aps.68.20190783
[4]	梁燚然, 梁清. 带电纳米颗粒与相分离的带电生物膜之间相互作用的分子模拟. 物理学报, 2019, 68(2): 028701. doi: 10.7498/aps.68.20181891
[5]	纪丹丹, 张劭光. 三区域膜泡相分离模式之间转变的研究. 物理学报, 2018, 67(18): 188701. doi: 10.7498/aps.67.20180828
[6]	段华, 李剑锋, 张红东. 二维情况下两组分带电囊泡形变耦合相分离的理论模拟研究. 物理学报, 2018, 67(3): 038701. doi: 10.7498/aps.67.20171740
[7]	王超, 陈英才, 周艳丽, 罗孟波. 两嵌段高分子链在周期管道内扩散的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2017, 66(1): 018201. doi: 10.7498/aps.66.018201
[8]	沈明仁, 刘锐, 厚美瑛, 杨明成, 陈科. 自扩散泳微观转动马达的介观模拟. 物理学报, 2016, 65(17): 170201. doi: 10.7498/aps.65.170201
[9]	朱玥, 李永成, 王福合. Li掺杂对MgH2(001)表面H2分子扩散释放影响的第一性原理研究. 物理学报, 2016, 65(5): 056801. doi: 10.7498/aps.65.056801
[10]	齐玉, 曲昌荣, 王丽, 方腾. Fe50Cu50合金熔体相分离过程的分子动力学模拟. 物理学报, 2014, 63(4): 046401. doi: 10.7498/aps.63.46401
[11]	任群, 王楠, 张莉, 王建元, 郑亚萍, 姚文静. 调幅分解及形核对相分离作用机理研究. 物理学报, 2012, 61(19): 196401. doi: 10.7498/aps.61.196401
[12]	向辉, 刘大欢, 阳庆元, 密建国, 仲崇立. 骨架柔性对短链烷烃分子在金属-有机骨架材料中扩散的影响. 物理学报, 2011, 60(9): 093602. doi: 10.7498/aps.60.093602
[13]	颜克凤, 李小森, 陈朝阳, 徐纯钢. 整体煤气化联合循环合成气水合物法分离CO2的分子动力学模拟. 物理学报, 2010, 59(6): 4313-4321. doi: 10.7498/aps.59.4313
[14]	孟丽娟, 李融武, 刘绍军, 孙俊东. 异质原子在Cu（001）表面扩散的分子动力学模拟. 物理学报, 2009, 58(4): 2637-2643. doi: 10.7498/aps.58.2637
[15]	杨春, 冯玉芳, 余毅. 动力学研究AlN/α-Al2Ｏ3（0001）薄膜生长初期的吸附与扩散. 物理学报, 2009, 58(5): 3553-3559. doi: 10.7498/aps.58.3553
[16]	李美丽, 付兴烨, 孙宏宁, 赵洪安, 李丛, 段永平, 闫元, 孙民华. 高压作用下相分离液体玻璃转变的分子动力学研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5604-5609. doi: 10.7498/aps.58.5604
[17]	刘锐, 李寅阊, 厚美瑛. 三维颗粒气体相分离现象. 物理学报, 2008, 57(8): 4660-4666. doi: 10.7498/aps.57.4660
[18]	翟薇, 王楠, 魏炳波. 偏晶溶液相分离过程的实时观测研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2353-2358. doi: 10.7498/aps.56.2353
[19]	唐鑫, 张超, 张庆瑜. Cu(111)三维表面岛对表面原子扩散影响的分子动力学研究. 物理学报, 2005, 54(12): 5797-5803. doi: 10.7498/aps.54.5797
[20]	胡晓君, 戴永兵, 何贤昶, 沈荷生, 李荣斌. 空位在金刚石近(001)表面扩散的分子动力学模拟. 物理学报, 2002, 51(6): 1388-1392. doi: 10.7498/aps.51.1388

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物理学报. 2008, 57(11): 7157-7163.

doi: 10.7498/aps.57.7157.

二元Lennard-Jones液体的相分离过程及其扩散性质的分子动力学研究

1. (1)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025; (2)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025；绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061; (3)绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061

基金项目: 黑龙江省自然科学基金(批准号:qc06c042)资助的课题.

收稿日期: 2008-01-26
修回日期: 2008-04-28
刊出日期: 2008-11-20

摘要: 采用分子动力学(MD)模拟方法，研究了二元体系中相分离过程、粒子的扩散系数以及相分离域尺寸大小随温度的变化规律.发现，相分离域随温度的生长过程可以分为两个阶段，分别是温度比较高的快速生长阶段和低温时的稳定生长阶段；相分离体系中系统的扩散激活能不是常数，而是一个随温度变化的函数，并且当温度高于60 K时，满足关系式E(T)=a+bTc.讨论了组元尺寸的变化对相分离过程的影响.结果表明，随两组元中某一组元

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Molecular dynamics study of the phase separation and diffusion in Lennard-Jones binary liquid

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(1)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025; (2)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025；绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061; (3)绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061

Authors and contacts

(1)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025; (2)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025；绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061; (3)绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061

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Molecular dynamics study of the phase separation and diffusion in Lennard-Jones binary liquid

1.
(1)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025; (2)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025；绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061; (3)绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061

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二元Lennard-Jones液体的相分离过程及其扩散性质的分子动力学研究

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Molecular dynamics study of the phase separation and diffusion in Lennard-Jones binary liquid

1. (1)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025; (2)哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨 150025；绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061; (3)绥化学院物理与电子信息系，绥化 152061

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