无机小分子流体在限制空间中的成核与相行为

发布时间：2024-03-06 18:16

　　相变是凝聚态物理研究中的一个重要课题。空间的限制作用是影响相变的一个重要因素。本论文研究了二氧化碳和水在限制空间中的成核与相行为。我们首先利用密度泛函理论,研究了二氧化碳在圆柱形纳米孔中的干燥转变和密度涨落,发现在干燥转变点附近,二氧化碳的密度涨落可以比主体相大两个数量级,且密度涨落最大处位置可以距离孔壁3nm远。这些行为受纳米孔的亲水性和限制程度等多方面影响。利用分子动力学模拟,我们还研究了水分子在钢材料表面的结冰成核,发现疏水表面可以抑制成核。在模拟过程中发现了两种不同的成核过程,慢速成核过程可以在空间中形成一种以十二面体作为连接点的纳米尺度骨架结构,为五边环在冰中的稳定存在提供了条件。这些结论可以加深我们对成核过程和相变的理解,为相关物理应用工业生产提供指导意见。

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1浸润转变示意图

图1.1浸润转变示意图。(a)水滴在布匹上部分浸润[8]。(b)液体在固体表面示部分浸润意图[9]。(c)浸润转变Tρ相图[10]。图中黑色实线是气液共存曲线，浸润转变温度wT将液体侧的共存曲线分为不浸润（红色虚线）和浸润（蓝色实线）两部分，预浸润曲线从wT延伸至....

图1.283.7K时氩气在圆柱形孔和球形孔中的等温吸附线[2]，数据由GCMC模拟得到，横坐标为压强的对数坐标，0p是饱和蒸汽压，纵坐标*n是约化吸附量

无机小分子流体在限制空间中的成核与相行为第一章绪论毛细凝聚(capillarycondensation)是浸润转变的极端情况，如果流体被限制在一个非常狭小的范围内（例如毛细管或狭缝中），由于表面效应，整个气液相变性状会被极大地改变，完全偏离主体相过程。如果将普通的液体置于圆....

图1.3(a)碳酸饮料中的二氧化碳气泡（图片来自网络）

第一章绪论无机小分子流体在限制空间中的成核与相行为1.1.2成核现象成核现象广泛存在于生活的方方面面，它既包括气体或液体的结晶[12]，也包括饱和液体中形成的气泡[13]，甚至包括高分子和软物质中的一些自组装过程[14]。成核是分子在原有体系中形成热力学新相的第一步。当温....

图1.4高分子发泡相平衡图

体在限制空间中的成核与相行为第参数，它对溶解的均匀程度、气泡稳定等都有影响。Flory-Hug此提供指导依据[32]，高分子混合物的混合自由能可以表示为mBggppgp=FkT(nlnφ+nlnφ+χnφ)分别表示组分的摩尔分数和体积....

本文编号：3920752