模拟分子动力学和粘度分析红色泥-钢铁渣玻璃-陶
Wenjie Tan1, Tao Sun1, Fukun Ma1
1School of Material Science and Engineering, Shandong Jianzhu University, Jinan 250022, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|November 25, 2023
概括
将钢渣添加到红泥玻璃陶中可以减少污染并促进经济. 分子动力学模拟揭示了钢如何影响微观结构,影响粘合和四面体结构,从而影响系统粘度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 地质化学 地质化学
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 工业废物渣,红泥和钢铁渣,带来了环境挑战.
- 从废物中开发增值产品对于可持续性至关重要.
- 玻璃陶中的高温融化难以用传统方法研究.
研究的目的:
- 为了研究钢渣含量对红泥玻璃陶微观结构的影响.
- 了解吸收钢渣所引起的微观结构变化.
- 为了将微观结构的变化与玻璃陶的热物理性质相关联.
主要方法:
- 利用分子动力学 (MD) 模拟来建模红泥玻璃陶.
- 在模拟模型中改变了钢含量.
- 分析了原子结合,协调数和结构单位 (四面体) 的变化.
- 计算平均平方位移以推断系统动态和粘度.
主要成果:
- 钢含量的增加削弱了Si-O,Al-O和Fe-O的结合.
- Si-O-Si桥梁的比例增加,而Al-O-Al,Al-O-Fe和Fe-O-Fe桥梁的比例减少.
- [SiO4]四面体的数量增加,而[FeO4]和[AlO4]四面体的数量减少.
- Si4+和O2的平均平方位移显示出非单调的趋势,影响粘度.
结论:
- 分子动力学模拟提供了对红色泥钢渣玻璃陶的微观结构的洞察.
- 钢含量显著改变了玻璃陶矩阵内的粘合特性和结构单元.
- 观察到的微观结构变化解释了复杂的粘度行为,为实验开发提供了指导.
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