Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc trong quá trình nguội của ô-xít Al2O3-SiO2-CaO

Tóm tắt: 62 | PDF: 25

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Lê Văn Vinh
    Trường Đại học Phenikaa, Hà Nội, Việt Nam; Viện Nghiên cứu công nghệ (PRATI), Tập đoàn Phượng Hoàng Xanh, Hà Nội, Việt Nam
    Nguyễn Thị Thảo
    Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam

Từ khóa:

Mô phỏng động lực học phân tử
Al2O3-SiO2-CaO
như chất rắn
như chất lỏng
quá trình nguội

Tóm tắt

Phương pháp động lực học phân tử (ĐLHPT) được sử dụng để mô phỏng mẫu vật liệu ô-xít Al2O3-SiO2-CaO (ASC) trong quá trình làm nguội từ nhiệt độ cao xuống nhiệt độ thấp. Các cấu trúc vi mô của mẫu vật liệu tại các nhiệt độ khác nhau được phân tích thông qua hàm phân bố xuyên tâm (HPBXT), số phối trí (SPT), phân bố góc liên kết, phân tích simplex và phân tích entropy cục bộ. Sự thay đổi SPT của nguyên tử Ca xảy ra mạnh mẽ nhất trong khoảng nhiệt độ từ 1200 K xuống 700 K, dải nhiệt độ xảy ra sự chuyển pha thủy tinh với nhiệt độ chuyển pha thủy tinh là Tg=1106 K. Phân tích simplex và phân tích entropy cục bộ cho thấy, trong mẫu vật liệu ô-xít ASC luôn tồn tại những vùng mật độ cao “như chất rắn” và những vùng mật độ thấp “như chất lỏng” ở cả trạng thái lỏng và trạng thái thủy tinh.

Tài liệu tham khảo

    [1] D. Koker, "Structure, thermodynamics, and diffusion in CaAl2- Si2O8 liquid from first‐principles molecular dynamics", Geochim. Cosmochim. Acta, vol. 74, no. 19, pp. 5657 –5671, 2010. doi:10.1016/j.gca.2010.02.024
    [2] Li, H. Sun, and L. Li, "A review: The comparison between alkali-activated slag (Si+Ca) and metakaolin (Si+Al) cements", Cement Concrete Res, vol. 40, no. 9, pp. 1341-1349, 2010. DOI:10.1016/j.cemconres.2010.03.020
    [3] T. Wallenberger and S.D. Brown, "High-modulus glass fibers for new transpertation and infrastructure composites and new infrared uses", Compos. Sci. Technol. vol. 51, no. 2, pp. 243-263, 1994. https://doi.org/10.1016/0266-3538(94)90194-5
    [4] Jakse et al., "Interplay between non-bridging oxygen, triclusters, and fivefold Al coordination in low silica content calcium aluminossilicate melts", Appl. Phys. Lett, vol. 101, no. 20, pp. 201903, 2012. https://doi.org/10.1063/1.4766920
    [5] F. Stebbins, E. V. Dubinsky, K. Kanehashi, and K. E. Kelsey, "Temperature effects on non-bridging oxygen and aluminum coordination number in calcium aluminosilicate glasses and melts", Geochim. Cosmochim. Acta, vol. 72, no. 3, pp. 910–925, 2008. https://doi.org/10.1016/j.gca.2007.11.018
    [6] Cormier, D. R. Neuville, and G. Calas," Relationship Between Structure and Glass Transition Temperature in Low-silica Calcium Aluminosilicate Glasses: the Origin of the Anomaly at Low Silica Content", J. Am. Ceram. Soc, vol. 88, no. 8, pp. 2292–2299,2005. https: //doi.org/10.1111/j.1551-2916.2005.00428.x
    [7] Hennet et al., "Neutron diffraction of calcium aluminosilicate glasses and melts", J. Non-Cryst. Solids, vol. 451, pp. 89-93, 2016. https: //doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2016.05.018
    [8] Atila, E.M. Ghardia, A. Hasnaouic, and S. Ouaskit, "Alumina effect on the structure and properties of calcium aluminosilicate in the percalcic region: A molecular dynamics investigation", J. Non-Crystal. Solids, vol. 525, pp. 119470, 2019. https: //doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.119470.
    [9] Lu and J. Du, "Quantitative structure-property relationship (QSPR) analysis of calcium aluminosilicate glasses based on molecular dynamics simulations", J. Non-Crystal. Solids, vol. 530, pp. 119772, 2020. https: //doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.119772.
    [10] Liu, S. Panda, P. Suraneni, and L.R. Pestana, "Insights from molecular dynamics into the chemistry-structure relationships of calcium aluminosilicate glasses", J. Non-Crystal. Solids, Vol. 618, pp. 122545, 2023. https: //doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2023.122545.
    [11] V. Le and L.T.H. Lien, "Structuraland mechanical properties of Al2O3.2SiO2glass: Insights from moleculardynamics simulations", J. Non-Crystal. Solids, vol. 564, pp. 120840, 2021. https:/ /doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.120840.
    [12] M. Piaggi and M. Parrinello, "Entropy based fingerprint for local crystalline order", J. Chem. Phys., vol. 147, no. 11, pp. 114112, 2017. https: //doi.org/10.1063/1.4998408.
    [13] Tilocca, "Cooling rate and size effects on the medium-range structure of multicomponent oxide glasses simulated by molecular dynamics", J. Chem. Phys. vol. 139, no. 11, pp. 114501, 2013.doi: 10.1063/1.4821150.
    [14] Jabraoui et al.,"Thermodynamic and structural properties of binary calcium silicate glasses: insights from molecular dynamics", Phys. Chem. Chem. Phys. vol. 19, no. 29, pp. 19083-19093, 2017. DOI:10.1039/c7cp03397d.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Jul 31, 2024
Download
PDF
Cách trích dẫn
Lê Văn Vinh, và Nguyễn Thị Thảo. “Nghiên cứu đặc trưng cấu Trúc Trong Quá trình nguội của ô-xít Al2O3-SiO2-CaO”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 22, số p.h 7, Tháng Bảy 2024, tr 68-72, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/9178.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##