金红石-锡石固溶体相分离现象的计算模拟

作者：刘鑫^*; 陆现彩

来源：南京大学学报(自然科学), 2018, 54(05): 1016-1023.

DOI：10.13232/j.cnki.jnju.2018.05.018

• 计算模拟
• 蒙特卡罗模拟
• 密度泛函理论
• 相分离
• 出溶
• 金红石-锡石固溶体

计算模拟方法是研究矿物固溶体的性质,尤其是固溶体的相分离现象的重要手段.介绍了相关计算模拟方法的基本理论,并将其用于重要矿物固溶体金红石-锡石体系的相分离现象研究中.研究发现在金红石-锡石的固溶隙内,会出现明显的规律性的相分离,随着杂质浓度的升高,出溶相依次表现为纳米球状、纳米(线)柱状、纳米片层状,其中片层状出溶在考虑模拟体系的约束之后与前人的实验研究一致.蒙特卡罗模拟的片状出溶区间为SnO2摩尔含量0.280.75,与几何学分析的0.280.72是非常接近的.密度泛函理论计算和J值分析结果都显示(001)面和(100)面的单位面积界面能十分接近,并且显著小于(110)面.由于界面能的存在,分离相的界面面积最小化可能是控制出溶体形状和方向的主要因素.

• 单位
  南京大学; 内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室