单原子Lennard-Jones体黏弹性弛豫时间

摘要：

采用平衡态分子模拟的方法, 从微观角度对温度T?=0.85 —5、密度ρ? = 0.85—1、势参数ε = 0.97—1和σ = 0.8—1.3范围内22组液固共存态及液态单原子Lennard-Jones (L-J)体的黏弹性弛豫时间进行了研究, 计算了单原子L-J体的静态黏弹性(黏度η*、无限大频率的剪切模量G?∞ )及动态黏弹性(储能模量G′? 、损耗模量G′′? )等特性参量, 并在此基础上分析了黏弹性特征弛豫时间、Maxwell弛豫时间及原子连通弛豫时间. 此外, 本文根据系统内原子的排布情况, 应用Kramers逃逸速率理论描述原子的扩散、汇聚过程, 提出并建立了一种单原子L-J体黏弹性弛豫时间的预测方法. 结果表明: 在单原子L-J体系统中, 低温情况下, Maxwell弛豫时间与黏弹性特征弛豫时间差异明显; 原子连通弛豫时间与黏弹性特征弛豫时间结果接近, 但原子连通弛豫时间的计算过程需耗费大量时间和计算资源; 预测方法得到的弛豫时间与黏弹性特征弛豫时间的结果更为接近. 本文提出的单原子L-J体黏弹性弛豫时间的预测方法具有一定的准确性和可靠性, 可为材料黏弹性弛豫时间的研究提供一种新的思路.

关键词：Lennard-Jones体、分子模拟、黏弹性、弛豫时间、预测方法

所属期刊栏目：69

资助基金：国家自然科学基金批准号:51776041

在线出版日期：2020-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：221-230