分子动力学模拟预测氧化钠含量对二元钠硅酸盐玻璃弹性模量的影响

作者：赵谦; 祖群^*; 齐亮; 胡永杰; 孙雪坤; 陈阳

来源：硅酸盐学报, 2018, 46(11): 1558-1567.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2018.11.10

• 分子动力学模拟
• 偏径向分布函数
• 钠硅酸盐玻璃
• 性能预测
• 弹性模量
• 氧化钠

采用3种原子间作用势函数,对不同含量的二元钠硅酸盐玻璃[(xNa2O×(100–x)SiO2)]结构与性能进行分子动力学(MD)模拟。结果表明,相比Born-Mayer-Huggins (BMH)势和Morse势,Buckingham势函数计算的密度和模量结果与实验数据更为接近。基于Buckingham势的MD计算结果表明:随Na2O含量增加,玻璃密度增大,剪切和杨氏模量降低;Na2O含量小于20%时,体积弹性模量呈降低趋势,当Na2O含量(摩尔分数)达到20%后,随Na2O含量的增加而增大,变化趋势与实测数据相符。径向分布函数分析玻璃结构表明,随Na2O含量增加,玻璃短程有序性先增加后降低,与体积弹性模量变化呈负向对应关系,剪切模量和杨氏模量随玻璃结构中非桥氧的离子键增加而降低。

• 单位
  中材科技股份有限公司