超高温融酸盐中的索雷特效应:SiO2迁移到冷侧
Yuma Nishida1, Masahiro Shimizu1, Tatsuya Okuno1
1Department of Material Chemistry, Graduate School of Engineering, Kyoto University, Katsura, Nishikyo-ku, Kyoto 615-8510, Japan.
The Journal of chemical physics
|October 3, 2023
概括
在3000K以上的超高温下,酸盐融中的二氧化 (SiO2) 意外地迁移到更冷的区域,扭转了典型的索雷特效应. 这种现象在实验和模拟中观察到,这表明可能涉及相位过渡.
科学领域:
- 地球科学 地球科学 地球科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 热力学是一种热力学.
背景情况:
- 索雷特效应描述了酸盐融中的温度梯度驱动的扩散,SiO2通常集中在更热的区域.
- 自20世纪80年代以来,这种行为在地球科学中得到了广泛的研究.
研究的目的:
- 为了研究SiO2扩散在超高温下化的酸盐中的行为.
- 为了确定酸盐融中的索雷特效应是否在极端温度下改变方向.
主要方法:
- 试验性对酸玻璃用秒激光照射,以创建局部温度梯度.
- 非平衡分子动力学 (NEMD) 模拟用于模拟温度梯度下的扩散.
- 分子动力学模拟用于计算摩尔体积和识别相位过渡.
主要成果:
- 在大约3060K以上的温度下,SiO2被观察到会迁移到酸融化的较冷区域.
- 这种高温行为被NEMD模拟在平均温度为4000K时证实.
- 在较低的温度 (2400K),SiO2迁移到更热的区域,与之前的研究一致.
结论:
- 酸盐融中的索雷特效应在超高温 (高于~3060K) 时呈现逆转,SiO2迁移到较冷的区域.
- 这种逆转可能与一个不连续的相位过渡有关,在500MPa时发生在3250K左右.
- 驱动这种高温索雷特效应逆转的精确机制需要进一步阐明.


