[發明專利]一種基于分子動力學的LST-GDC納米團簇燒結模擬的方法

在審

• 申請號: 202010574547.8
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111724862A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 梁超余;袁金良;馮祥;王家堂
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G16C20/80
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種基于分子動力學的LST-GDC納米團簇燒結模擬的方法，其特征在于包括：

選取能夠反映LST-GDC體系所包含的所有原子之間相互作用力的勢函數；

采用分子建模軟件分別構建LST納米團簇模型和GDC納米團簇模型，并轉換成分子動力學模擬軟件可識別的數據文件；

設定系統弛豫與分子建模軟件中分子動力學模擬的參數，包括設定邊界條件、等溫等壓系綜控溫條件、燒結條件；

通過分子動力學模擬軟件計算并輸出燒結LST-GDC模型坐標文件，再導入可視化軟件進行可視化分析，并通過切面分析得到燒結結構內部的信息。

2.根據權利要求1所述的基于分子動力學的LST-GDC納米團簇燒結模擬的方法，其特征在于包括：通過分子建模軟件MaterialStudio軟件的觀察模塊導入LST與GDC的晶胞模型，并通過Build nanocluster分別建立起LST納米團簇和GDC納米團簇；并將LST納米團簇與GDC納米團簇放置于模擬盒子中，并使用分子動力學模擬軟件Lammps自帶的msi2lmp工具轉換為Lammps可識別的模型數據。

3.根據權利要求1或2所述的基于分子動力學的LST-GDC納米團簇燒結模擬的方法，其特征在于：所述LST-GDC納米團簇模型的單個納米顆粒直徑都設置為3nm，其中LST納米團簇與GDC納米團簇的數量比為1：1。

4.根據權利要求1所述的基于分子動力學的LST-GDC納米團簇燒結模擬的方法，其特征在于：所述勢函數由描述短程相互作用力的Born-Mayer-Huggins與描述電荷長程作用力的庫侖勢組成。

5.根據權利要求4所述的基于分子動力學的LST-GDC納米團簇燒結模擬的方法，其特征在于，所述勢函數為：

其中，U_ij是距離r_ij的所有原子i和j的總勢能，Z_i、Z_j是有效電荷，a_i、a_j、b_i、b_j是排斥力系數，C_i、C_j是吸引力系數，f₀為尺寸轉換系數，并且f₀為4.19kJ/(mol·A)。

6.根據權利要求2所述的基于分子動力學的LST-GDC納米團簇燒結模擬的方法，其特征在于還包括：完成Lammps模擬控制文件in文件代碼的編寫。

7.根據權利要求1所述的基于分子動力學的LST-GDC納米團簇燒結模擬的方法，其特征在于還包括：運用LAMMPS進行燒結動力學計算并通過輸出命令得到燒結結構的原子坐標文件。

8.根據權利要求1所述的基于分子動力學的LST-GDC納米團簇燒結模擬的方法，其特征在于包括：選擇等溫等壓系綜進行平衡約束，利用Nose-Hoover熱浴法來調節等溫等壓系綜的溫度，并調整LST-GDC模型的初始孔隙率以與實驗值相吻合；

和/或，所述邊界條件為周期邊界條件，所述等溫等壓系綜控溫條件中初始溫度為1673K，所述燒結條件包括：燒結溫度大于1400℃，壓力為常壓。

9.根據權利要求8所述的基于分子動力學的LST-GDC納米團簇燒結模擬的方法，其特征在于：所述LST-GDC模型在等溫等壓系綜下弛豫后的孔隙率約為40％，弛豫后的模擬盒子大小為

10.根據權利要求1所述的基于分子動力學的LST-GDC納米團簇燒結模擬的方法，其特征在于包括：通過分子動力學模擬軟件Lammps計算并輸出燒結LST-GDC模型坐標文件，再導入可視化軟件Ovito進行燒結過程的可視化，并通過切面分析燒結過程中結構內部微觀結構變化。