Luận án tiến sĩ: Mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3, GeO2, SiO2 - Trường ĐHBK Hà Nội
Luận án tiến sĩ mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al₂O₃-GeO₂-SiO₂, đánh giá ảnh hưởng của thành phần lên tính chất vật liệu.
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
122
Thời gian đọc
19 phút
Lượt xem
1
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3 GeO2 SiO2
- Số trang:
- 122 trang
- Trường:
- Đại học Bách khoa Hà Nội
- Chuyên ngành:
- Vật lý kỹ thuật
- Tác giả:
- Nguyễn Thu Giang
- Năm:
- 2019
Tóm tắt nội dung luận án
I. Mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3 GeO2 SiO2
Hệ ôxit vô định hình đóng vai trò then chốt trong khoa học vật liệu hiện đại. Các vật liệu như Al2O3, GeO2 và SiO2 sở hữu nhiều tính chất quang học, điện học và cơ học nổi bật. Cấu trúc vô định hình của các ôxit này thể hiện trật tự gần rõ nét nhưng thiếu trật tự xa. Việc hiểu rõ tương quan cấu trúc và cơ tính giúp nâng cao hiệu năng vật liệu. Phương pháp tính toán nguyên tử cung cấp thông tin sâu sắc ở cấp độ vi mô. Những thông tin này rất khó thu thập bằng thực nghiệm đơn thuần. Luận án tập trung phân tích hành vi cấu trúc và đáp ứng cơ học của ba hệ ôxit. Nghiên cứu khảo sát sự thay đổi tính chất dưới tác dụng của áp suất và tải trọng cơ học.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu cấu trúc vật liệu ôxit vô định hình
Mục tiêu chính là xác định cấu trúc mạng không gian của Al2O3 vô định hình, GeO2 và SiO2 thủy tinh. Nghiên cứu làm sáng tỏ quy luật sắp xếp nguyên tử ở trạng thái cân bằng. Mô hình tính toán phân tích chi tiết sự chuyển pha cấu trúc dưới điều kiện nén ép cao. Tác giả khảo sát sự tái sắp xếp liên kết khi chịu tải trọng kéo và nén. Các thông số vi mô được liên kết trực tiếp với độ bền cơ học vĩ mô. Kết quả nghiên cứu tạo tiền đề vững chắc cho việc thiết kế vật liệu thủy tinh chịu lực cao. Phương pháp này cũng mở rộng khả năng kiểm soát khuyết tật trong vật liệu ôxit tiên tiến.
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của các hệ vật liệu ôxit
Hệ ôxit Al2O3, GeO2 và SiO2 có ứng dụng rộng rãi trong vi điện tử, quang học và công nghệ gốm sứ. SiO2 và GeO2 là thành phần chủ đạo của sợi quang và thấu kính chính xác. Al2O3 vô định hình đóng vai trò làm lớp điện môi cổng và màng bảo vệ chống mài mòn. Việc làm rõ cơ chế biến dạng giúp nâng cao độ bền của linh kiện bán dẫn. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho ngành vật lý vật liệu. Doanh nghiệp có thể áp dụng các tham số tối ưu vào quy trình sản xuất màng mỏng quang học và gốm kỹ thuật.
II. Phương pháp mô phỏng động lực học phân tử cho ôxit
Mô phỏng động lực học phân tử là công cụ hiệu quả để khảo sát vật liệu vô định hình. Phương pháp MD ôxit cho phép theo dõi quỹ đạo từng nguyên tử theo thời gian thực. Hệ mô phỏng trải qua quá trình nung chảy và làm nguội nhanh để tạo cấu trúc vô định hình. Quá trình hồi phục nhiệt động diễn ra ở các ensemble nhiệt độ và áp suất không đổi (NPT, NVT). Kỹ thuật này giúp tái hiện chính xác cấu trúc vi mô tương đương thực nghiệm. Phân tích chi tiết giúp kiểm chứng tính chính xác của các mô hình cấu trúc mạng liên tục ngẫu nhiên.
2.1. Xây dựng mô hình với thế tương tác liên nguyên tử
Thế tương tác liên nguyên tử quyết định độ chính xác của toàn bộ mô hình động lực học phân tử. Đối với hệ Al2O3, nghiên cứu sử dụng thế tương tác Coulomb-Buckingham với điện tích hiệu dụng. Hệ GeO2 áp dụng thế Oeffner-Elliott để mô tả chính xác tương tác ion và cộng hóa trị. Hệ SiO2 sử dụng thế tương tác BKS (Van Beets-Kramer-Van Santen) kinh điển. Các thế này mô tả tốt năng lượng liên kết và độ uốn góc giữa các nguyên tử. Mô hình chứa hàng nghìn nguyên tử được áp dụng điều kiện biên tuần hoàn đa chiều. Nhờ đó, ảnh hưởng của hiệu ứng kích thước biên được giảm thiểu tối đa.
2.2. So sánh phương pháp MD ôxit và mô phỏng ab initio DFT
Mô phỏng ab initio DFT giải phương trình Schrödinger cho độ chính xác lượng tử rất cao. Tuy nhiên, phương pháp DFT bị giới hạn về kích thước mẫu và thời gian tính toán. Ngược lại, phương pháp MD ôxit sử dụng thế cổ điển cho phép khảo sát hệ hạt lớn hơn nhiều. Kích thước mẫu lớn giúp phát hiện các cấu trúc trung gian và phân bố lỗ hổng void. Các dữ liệu vi mô từ mô phỏng cổ điển được đối chiếu cẩn thận với kết quả DFT. Sự tương đồng về độ dài liên kết và năng lượng khẳng định độ tin cậy của mô hình MD đã xây dựng.
2.3. Các công cụ phân tích hàm phân bố xuyên tâm RDF và CNA
Hàm phân bố xuyên tâm RDF là đại lượng cơ bản để xác định trật tự gần trong vật liệu. Đỉnh đầu tiên của RDF phản ánh khoảng cách liên kết trung bình giữa các cặp nguyên tử Al-O, Ge-O và Si-O. Phương pháp phân tích lân cận chung (CNA) giúp nhận diện các vi cụm có trật tự tinh thể cục bộ. Công cụ phân tích quả cầu lỗ hổng (void) làm sáng tỏ sự phân bố thể tích tự do trong mạng vô định hình. Kỹ thuật trực quan hóa 3D hỗ trợ quan sát trực tiếp sự dịch chuyển của mạng lưới nguyên tử. Toàn bộ các công cụ này tạo nên quy trình phân tích cấu trúc toàn diện.
III. Đặc trưng cấu trúc mạng liên kết ôxit dưới áp suất
Áp suất nén gây ra những biến đổi sâu sắc trong cấu trúc vô định hình của các hệ ôxit. Dưới áp lực cao, thể tích mol của Al2O3, GeO2 và SiO2 giảm liên tục. Mạng lưới nguyên tử tự tái sắp xếp để thích ứng với mật độ tăng cao. Quá trình nén làm tăng độ chặt của cấu trúc và phá vỡ các vòng liên kết lớn. Trật tự tầm trung thay đổi đáng kể dù trật tự gần vẫn duy trì tính ổn định tương đối. Sự biến đổi này diễn ra theo cơ chế chuyển đổi phối trí liên tục thay vì chuyển pha đột ngột. Kết quả mở ra khả năng điều chỉnh tính chất vật liệu bằng tiền xử lý áp suất cao.
3.1. Sự biến đổi số phối trí Al Ge Si theo mật độ nén
Khi tăng áp suất, số phối trí Al Ge Si có xu hướng dịch chuyển từ phối trí thấp lên phối trí cao. Ở áp suất khí quyển, SiO2 và GeO2 chủ yếu tồn tại dưới dạng tứ diện SiO4 và GeO4. Khi áp suất tăng dần, xuất hiện các đơn vị cấu trúc trung gian SiOx và GeOx với x bằng 5 và 6. Trong hệ Al2O3 vô định hình, các đơn vị AlO4, AlO5 và AlO6 cùng tồn tại và biến đổi tỉ phần. Tỉ lệ phối trí bát diện AlO6 và GeO6 tăng mạnh ở dải áp suất cao trên 10 GPa. Sự gia tăng số phối trí trực tiếp làm tăng mật độ khối và độ cứng của vật liệu.
3.2. Mạng liên kết oxy bắc cầu BO và oxy không bắc cầu NBO
Mạng liên kết oxy bắc cầu BO đóng vai trò kết nối các đa diện cấu trúc với nhau. Trong mạng vô định hình, các nguyên tử oxy chủ yếu liên kết dạng bắc cầu góc, cạnh hoặc mặt. Mật độ oxy không bắc cầu NBO xuất hiện như các khuyết tật mạng cục bộ. Khi chịu nén, liên kết chia sẻ cạnh và mặt tăng lên rõ rệt nhằm tối ưu hóa không gian. Sự hình thành các cụm liên kết O tinh thể làm thay đổi tính linh động của mạng lưới. Sự chuyển đổi giữa oxy bắc cầu và không bắc cầu quyết định trực tiếp khả năng đàn hồi của thủy tinh ôxit.
3.3. Đặc điểm phân bố góc liên kết và quả cầu lỗ hổng
Phân bố góc liên kết O-Si-O, O-Ge-O và O-Al-O phản ánh độ méo của các đa diện phối trí. Dưới áp suất nén, góc liên kết có xu hướng thu hẹp và phổ phân bố trở nên rộng hơn. Góc liên kết cầu Si-O-Si và Ge-O-Ge giảm mạnh, cho thấy sự uốn cong của khung mạng. Phân tích quả cầu lỗ hổng (void) chứng minh thể tích lỗ xốp giảm đáng kể khi áp suất tăng. Các lỗ hổng kích thước lớn bị phân mảnh thành nhiều lỗ hổng siêu nhỏ. Sự suy giảm thể tích tự do này cản trở sự khuếch tán nguyên tử và gia tăng độ bền nén.
IV. Cơ tính và phản ứng biến dạng của hệ ôxit vô định hình
Nghiên cứu cơ tính của hệ ôxit vô định hình cung cấp hiểu biết sâu sắc về giới hạn bền vật liệu. Các phép thử mô phỏng biến dạng kéo và nén đơn trục được thực hiện ở nhiều tốc độ biến dạng. Đường cong ứng suất - biến dạng phản ánh rõ các giai đoạn biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá hủy. Tính chất cơ học phụ thuộc mật thiết vào lịch sử nhiệt và áp suất nén ban đầu của mẫu. Vật liệu trải qua quá trình biến cứng hoặc mềm hóa biến dạng tùy thuộc vào cấu hình mạng. Các mô hình MD giúp làm rõ tương quan giữa cấu trúc đa diện và khả năng chịu tải.
4.1. Đường cong ứng suất và mô đun đàn hồi khi kéo nén
Đường cong ứng suất cho thấy vùng đàn hồi tuyến tính ở dải biến dạng nhỏ dưới 5%. Độ dốc của đường cong trong vùng này xác định giá trị mô-đun Young của từng hệ ôxit. Mẫu GeO2 và SiO2 có mật độ cao thể hiện mô-đun đàn hồi và ứng suất chảy vượt trội. Khi vượt qua giới hạn đàn hồi, ứng suất đạt giá trị đỉnh rồi giảm dần do phá vỡ liên kết cục bộ. Biến dạng nén cho thấy khả năng chịu tải cao hơn đáng kể so với biến dạng kéo. Sự hiện diện của các đơn vị phối trí bậc cao góp phần làm tăng độ cứng chống biến dạng.
4.2. Cơ chế trượt vi mô và phá hủy cấu trúc dưới biến dạng
Dưới tác dụng của ứng suất kéo lớn, các liên kết Al-O, Ge-O và Si-O bị kéo giãn quá mức dẫn đến đứt gãy. Sự phá vỡ liên kết bắt đầu từ các vùng có mật độ lỗ hổng void cao. Các vết nứt vi mô hợp nhất tạo thành bề mặt gãy trượt đặc trưng của vật liệu giòn. Ngược lại, trong điều kiện biến dạng nén, cơ chế tái tạo liên kết diễn ra liên tục. Các nguyên tử dịch chuyển vị trí thông qua sự chuyển mạch giữa oxy bắc cầu và oxy tự do. Hiện tượng trượt vi mô giúp giải tỏa ứng suất tích tụ cục bộ, ngăn ngừa phá hủy thảm khốc.
V. Đánh giá tổng kết và ứng dụng thực tiễn hệ ôxit Al2O3
Các phát hiện từ luận án mang lại cái nhìn toàn diện về cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3, GeO2, SiO2. Mô phỏng động lực học phân tử đã chứng minh năng lực vượt trội trong việc phân tích vật liệu vô định hình. Mối liên hệ định lượng giữa số phối trí, mạng liên kết và độ bền cơ học đã được xác lập rõ ràng. Những quy luật thu được là nền tảng để tối ưu hóa công nghệ chế tạo vật liệu vô định hình. Kết quả tính toán có độ tin cậy cao, phù hợp chặt chẽ với các phép đo thực nghiệm phổ biến. Nghiên cứu khẳng định giá trị khoa học to lớn của phương pháp mô phỏng số.
5.1. Mối liên hệ giữa cấu trúc vi mô và cơ tính vĩ mô
Mối tương quan vi mô - vĩ mô là chìa khóa để giải thích bản chất cơ học của vật liệu. Số phối trí trung bình cao cùng mật độ lỗ xổng thấp tạo nên độ cứng và mô-đun đàn hồi lớn. Mạng liên kết oxy bắc cầu BO dày đặc giúp phân tán đều ứng suất cơ học tác động từ bên ngoài. Ngược lại, sự tập trung của oxy không bắc cầu NBO tạo ra các điểm tập trung ứng suất gây nứt vỡ. Việc kiểm soát cấu trúc đa diện thông qua áp suất nén cho phép tùy biến cơ tính theo ý muốn. Đây là cơ sở khoa học quan trọng cho việc thiết kế vật liệu có tính năng định trước.
5.2. Định hướng phát triển vật liệu gốm và thủy tinh mới
Kết quả nghiên cứu mở ra tiềm năng ứng dụng to lớn trong ngành công nghệ vật liệu cao cấp. Các thông số mô phỏng hỗ trợ phát triển kính cường lực thế hệ mới có độ bền chống va đập cao. Trong ngành quang điện tử, việc tối ưu cấu trúc GeO2 và SiO2 giúp nâng cao hiệu suất truyền dẫn cáp quang. Màng mỏng Al2O3 vô định hình có thể được tối ưu để gia tăng khả năng cách điện và chống ăn mòn. Sự kết hợp giữa mô phỏng tính toán và công nghệ thực nghiệm sẽ rút ngắn thời gian thử nghiệm. Phương pháp tiếp cận này đóng góp tích cực vào sự phát triển của công nghệ vật liệu tiên tiến.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (122 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THU GIANG MÔ PHỎNG CẤU TRÚC VÀ CƠ TÍNH CỦA HỆ ÔXIT Al2O3, GeO2, SiO2 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ KỸ THUẬT Hà Nội - 2019 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THU GIANG MÔ PHỎNG CẤU TRÚC VÀ CƠ TÍNH CỦA HỆ ÔXIT Al2O3, GeO2, SiO2 Ngành: VẬT LÝ KỸ THUẬT Mã số: 9520401 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. NGUYỄN THU NHÀN Hà Nội - 2019 luan an LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Tất cả các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa có tác giả nào công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Hà Nội, ngày 6 tháng 9 năm 2019 Tập thể hướng dẫn Nghiên cứu sinh 1.TS Lê Văn Vinh Nguyễn Thu Giang 2.
Nguyễn Thu Nhàn luan an LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. Lê Văn Vinh và TS. Nguyễn Thu Nhàn, những người thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện làm việc của Bộ môn Vật lý tin học, Viện Vật lý kỹ thuật và phòng Đào tạo Trường Đại học Bách khoa Hà Nội dành cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện luận án.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, những người thân, những đồng nghiệp đã dành những tình cảm, động viên giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn để hoàn thành luận án. Hà Nội, ngày 6 tháng 9 năm 2019 Nguyễn Thu Giang luan an MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU. 1 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU. 2 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ.
Cấu trúc của các hệ ôxit Al2O3, GeO2 và SiO2. Hệ SiO2 và hệ GeO2. Cơ tính của các hệ ôxit Al2O3, GeO2 và SiO2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN.
Xây dựng mô hình động lực học phân tử. Mô hình Al2O3. Mô hình GeO2. Mô hình SiO2.
Phương pháp phân tích cấu trúc. Hàm phân bố xuyên tâm. Số phối trí và đơn vị cấu trúc. Phân bố góc liên kết.
Phân bố quả cầu lỗ hổng. Phương pháp phân tích lân cận chung (CNA). Kỹ thuật trực quan hóa. Phương pháp mô phỏng biến dạng.
40 luan an CHƯƠNG 3. ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT LÊN CẤU TRÚC CỦA CÁC HỆ ÔXIT Al2O3 VĐH, GeO2 VÀ SiO2 THỦY TINH. Ảnh hưởng của áp suất lên cấu trúc. Ảnh hưởng của áp suất lên phân bố các quả cầu lỗ hổng.
Hệ GeO2 thủy tinh. Ảnh hưởng của áp suất lên cấu trúc. Ảnh hưởng của áp suất lên phân bố các quả cầu lỗ hổng. Hệ SiO2 thủy tinh.
Ảnh hưởng của áp suất (mật độ) lên cấu trúc. Ảnh hưởng của áp suất (mật độ) lên phân bố các quả cầu lỗ hổng. CƠ TÍNH CỦA CÁC HỆ ÔXIT Al2O3 VĐH, GeO2 VÀ SiO2 THỦY TINH. Hệ GeO2 thủy tinh.
Hệ SiO2 thủy tinh. Ảnh hưởng của biến dạng lên cấu trúc của hệ SiO2 thủy tinh. Sự biến đổi cấu trúc. Phân bố các quả cầu lỗ hổng.
106 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN. 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 108 luan an DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ĐLHPT Động lực học phân tử PBXT Phân bố xuyên tâm VĐH Vô định hình BKS Van Beets-Kramer-Van Santen NPT Số hạt, áp suất và nhiệt độ không đổi NVT Số hạt, thể tích và nhiệt độ không đổi ĐVCT Đơn vị cấu trúc CNA Phân tích lân cận chung MP Mô phỏng TN Thực nghiệm ACx Đám lớn nhất chứa các đơn vị cấu trúc AlOx (x=4,5,6) Void Quả cầu lỗ hổng O-void Quả cầu lỗ hổng lân cận nguyên tử O Gex-void Quả cầu lỗ hổng lân cận các nguyên tử trong đơn vị GeOx Six-void Quả cầu lỗ hổng lân cận các nguyên tử trong đơn vị SiOx Sixy-void Quả cầu lỗ hổng lân cận các nguyên tử trong đơn vị SiOx và SiOy PT Phối trí hcp Lục giác xếp chặt fcc Lập phương tâm mặt 1 luan an DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các thông số trong thế tương tác Coulomb-Buckingham cho hệ Al2O3 Bảng 2.2 Các thông số trong thế tương tác Oeffner - Elliot cho hệ GeO2 Bảng 2.3 Các thông số trong thế tương tác BKS cho hệ SiO2 Bảng 2.4 Các đặc trưng cấu trúc của hệ GeO2 thủy tinh trong luận án so sánh với số liệu thực nghiệm và mô phỏng khác.1 Phân bố (số lượng liên kết) các liên kết cầu O trong Al2O3 VĐH ở áp suất khác nhau (1- liên kết góc, 2-liên kết cạnh, 3- liên kết mặt) Bảng 3.3 Số lượng các ĐVCT trong đám lớn nhất AC4, AC5 và AC6.4 Phân bố (%) các nguyên tử O tinh thể trong liên kết giữa các đơn vị cấu trúc AlOx của các mẫu Al2O3 VĐH.6 Phân bố (%) liên kết O cầu trong các liên kết giữa các ĐVCT trong GeO2 thủy tinh ở các áp suất khác nhau. (1- liên kết góc, 2- liên kết cạnh, 3- liên kết mặt.
GeO4-5 là liên kết giữa ĐVCT GeO4 và GeO5).7 Phân bố (%) của các nguyên tử O tinh thể trong các đơn vị cấu trúc GeOx trong các mẫu GeO2 thủy tinh. 2 luan an Bảng 3.8 Số lượng các nguyên tử O nằm trong liên kết góc, cạnh, mặt trong SiO2 thủy tinh ở các mật độ khác nhau.9a Phân bố (%) liên kết O cầu trong liên kết giữa các ĐVCT của SiO2 thủy tinh ở các mật độ khác nhau. (1- liên kết góc, 2-liên kết cạnh, 3- liên kết mặt. SiO4-5 là liên kết giữa ĐVCT SiO4 và SiO5).1 Mô-đun đàn hồi, ứng suất đàn hồi và ứng suất chảy của các mẫu GeO2.2 Tỉ phần (%) các đơn vị cấu trúc SiOx và các đơn vị OSiy dưới tác dụng của biến dạng đơn trục ở ba mẫu SiO2.
3 luan an DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 2.1 Hàm PBXT toàn phần của mẫu Al2O3 VĐH ở áp suất 7 GPa và nhiệt độ 300 K so sánh với thực nghiệm.2 Câc hàm PBXT cặp của mẫu GeO2 thủy tinh ở áp suất 0 GPa và nhiệt độ 300 K.3 Hàm PBXT toàn phần của mẫu SiO2 thủy tinh ở các mật độ khác nhau và nhiệt độ 300 K so sánh với thực nghiệm [86] Hình 2.4 Hình ảnh minh họa cách xác định mật độ của các đơn vị cấu trúc TOx (T là Al, Ge, Si và x=4,5,6) Hình 2.5 Đường cong ứng suất – biến dạng của mẫu SiO2 thủy tinh ở mật độ 4,29g.cm-3 và nhiệt độ 300K.1 Hàm PBXT cặp của Al2O3 VĐH ở nhiệt độ 300K và áp suất khác nhau.2 Sự phụ thuộc của tỉ phần các đơn vị cấu trúc AlO4 , AlO5 và AlO6 vào áp suất nén.3 Sự phụ thuộc của mật độ các ĐVCT AlO4, AlO5 và AlO6 vào áp suất nén.4 Phân bố góc liên kết O-Al-O (bên trái) và phân bố khoảng cách liên kết Al-O (bên phải) trong các đơn vị cấu trúc AlOx (x=4,5,6).5 Hình ảnh trực quan đám lớn nhất AC6 trong Al2O3 VĐH ở áp suất 7 GPa và 20 GPa.6 Các đám mầm tinh thể O (cấu trúc fcc: màu đỏ, hcp: màu xanh) và các nguyên tử Al lân cận (màu xám) trong Al2O3 VĐH ở nhiệt độ 300K và áp suất 60 GPa. 4 luan an Hình 3.7 Phân bố bán kính các quả cầu lỗ hổng trong Al2O3 VĐH.8 Hàm PBXT cặp của GeO2 thủy tinh ở nhiệt độ 300K và áp suất khác nhau.9 Sự phụ thuộc của tỉ phần các ĐVCT GeOx (x=4,5,6) và các đơn vị OGey (y=2,3,4) vào áp suất nén.10 Sự phụ thuộc của mật độ các đơn vị cấu trúc GeOx (x=4,5,6) vào áp suất nén.11 Phân bố khoảng cách liên kết Ge-O (bên trái) và phân bố góc liên kết O-Ge-O (bên phải) trong các ĐVCT GeOx (x=4,5,6).12 Hàm PBXT cặp O-O của GeO2 thủy tinh trong các đơn vị OGey (y=2,3).13 Các đám mầm tinh thể O ( cấu trúc fcc: màu đỏ, hcp: màu xanh) và các nguyên tử Ge lân cận (màu xám) trong GeO2 thủy tinh ở nhiệt độ 300K và áp suất 60 GPa.14 Hình ảnh trực quan các quả cầu lỗ hổng trong thủy tinh GeO2 ở áp suất 0 GPa và 45 GPa.15 Phân bố bán kính các quả cầu lỗ hổng trong thủy tinh GeO2.16 Sự tương quan giữa tỉ số Vvoid/V và áp suất nén trong thủy tinh GeO2.17 Hàm PBXT cặp của thủy tinh SiO2 ở nhiệt độ 300K và mật độ khác nhau.18 Sự phụ thuộc của tỉ phần của các đơn vị cấu trúc SiOx (x=4,5,6) và các đơn vị OSiy (y=2,3,4) trong SiO2 thủy tinh vào áp suất nén.19 Phân bố góc liên kết O-Si-O (bên trái) và phân bố độ dài liên kết Si-O (bên phải) của các đơn vị cấu trúc SiOx trong các mẫu SiO2 thủy tinh ở các mật độ khác nhau. 5 luan an Hình 3.20 Sự phụ thuộc của mật độ các ĐVCT SiOx (x=4,5,6) vào mật độ của mẫu SiO2 thủy tinh.21 Hình ảnh trực quan các nguyên tử O trong liên kết mặt của SiO2 thủy tinh ở các mật độ: a) 3,59 g.22 Sự phụ thuộc vào mật độ của số phối trí Si-Si và O-O trong mẫu SiO2 thủy tinh.23 Các đám nguyên tử O tinh thể trong mẫu SiO2 thủy tinh ở mật độ 4,42 g.cm-3: cấu trúc fcc (màu đỏ), hcp (màu xanh) và fcc- hcp (màu xám).24 Hàm PBXT cặp gSi-Si(r) của các nguyên tử Si trong các liên kết góc, cạnh, mặt (a) và trong các ĐVCT (b).25 Hàm PBXT cặp gO-O(r) của các nguyên tử O cầu.26 Hình ảnh trực quan các quả cầu lỗ hổng trong các mẫu SiO2 thủy tinh ở các mật độ khác nhau (màu xám: O-void, màu đỏ: Si4- void, màu xanh lá cây: Si5-void, màu xanh lục: Si6-void, màu vàng: Si45-void, màu hồng: Si46-void, màu tím: Si56-void).27 Phân bố bán kính các quả cầu lỗ hổng trong các mẫu SiO2 thủy tinh: các quả cầu lỗ hổng toàn phần (a), trong các đơn vị cấu trúc (b), các quả cầu lỗ hổng O-void (c), sự phụ thuộc của tỉ số Vvoid/V vào mật độ (d).1 Đường cong ứng suất - biến dạng toàn phần (a) và riêng phần của các ĐVCT AlOx (x=4,5,6) trong các mẫu Al2O3 VĐH ở nhiệt độ 300K và áp suất khác nhau.2 Sự phụ thuộc của mô đun I-âng toàn phần và riêng phần của các mẫu Al2O3 VĐH vào mật độ. 6 luan an Hình 4.3 Đường cong ứng suất - biến dạng của các mẫu GeO2 thủy tinh ở nhiệt độ 300K và áp suất khác nhau Hình 4.4 Đường cong ứng suất - biến dạng của ba mẫu SiO2 thủy tinh ở nhiệt độ 300K.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Nguyễn Thu Giang (2019). Mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3, GeO2, SiO2 [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội]. LuanAn.net. https://luanan.net/hoa-hoc/hoa-ly-thuyet/luan-an-mo-phong-cau-truc-va-co-tinh-he-oxit-al2o3-geo2-sio2
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3, GeO2, SiO2" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án tiến sĩ mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al₂O₃-GeO₂-SiO₂, đánh giá ảnh hưởng của thành phần lên tính chất vật liệu.
Luận án "Mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3, GeO2, SiO2" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Năm bảo vệ: 2019.
Luận án "Mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3, GeO2, SiO2" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3, GeO2, SiO2" thuộc chuyên ngành Vật lý kỹ thuật. Danh mục: Hóa Lý Thuyết.
Luận án "Mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3, GeO2, SiO2" có bao nhiêu trang?
Luận án "Mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3, GeO2, SiO2" có 122 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Mô phỏng cấu trúc và cơ tính hệ ôxit Al2O3, GeO2, SiO2" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.