THÔNG TIN TÀI LIỆU
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUYỆN THỊ SAN Lu ận n vă th NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ ĐỘNG HỌC CỦA ạc CÁC VẬT LIỆU SiO2 VÀ MgSiO3 LỎNG sĩ uả Q n LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ KỸ THUẬT lý nh Ki tế HÀ NỘI - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUYỆN THỊ SAN Lu ận NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ ĐỘNG HỌC CỦA vă CÁC VẬT LIỆU SiO2 VÀ MgSiO3 LỎNG n Chuyên ngành: VẬT LÝ KỸ THUẬT th ạc Mã số: 62520401 sĩ n uả Q lý LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ KỸ THUẬT nh Ki tế NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN HỒNG GS TS VŨ VĂN HÙNG HÀ NỘI - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Tất số liệu kết nghiên cứu luận án trung thực, chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Thay mặt tập thể hướng dẫn Nghiên cứu sinh Lu ận PGS.TS Nguyễn Văn Hồng n vă Luyện Thị San ạc th sĩ n uả Q lý nh Ki tế LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Văn Hồng GS TS Vũ Văn Hùng, người thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tạo điều kiện làm việc Bộ môn Vật lý tin học, Viện Vật lý kỹ thuật phòng đào tạo Sau đại học Trường Đại học Bách khoa Hà Nội dành cho tơi suốt q trình nghiên cứu, thực luận án Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, người thân, đồng nghiệp dành tình cảm, động viên giúp đỡ tơi vượt qua khó Lu khăn để hồn thành luận án ận vă Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2017 n ạc th sĩ Q n uả Luyện Thị San lý nh Ki tế MỤC LỤC Danh mục từ viết tắt ký hiệu Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ đồ thị MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HAI VẬT LIỆU SiO VÀ MgSiO3 1.1 Tổng quan vật liệu SiO2 11 1.1.1 Cấu trúc 11 Lu 1.1.2 Hiện tượng đa thù hình 14 ận 1.1.3 Các tượng động học .17 n vă 1.2 Tổng quan vật liệu MgSiO3 22 ạc th CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN 2.1 Phương pháp mơ động lực học phân tử 28 sĩ Q 2.2 Xây dựng mơ hình động lực học phân tử 31 uả 2.2.1 Thế tương tác 31 n 2.2.2 Mơ hình động lực học phân tử 33 lý 2.3 Phân tích cấu trúc 35 nh Ki 2.3.1 Hàm phân bố xuyên tâm .35 tế 2.3.2 Số phối trí đơn vị phối trí 37 2.3.3 Phân bố góc 38 2.3.4 Kỹ thuật trực quan hóa 39 2.4 Phân tích động học 39 CHƯƠNG CẤU TRÚC VÀ ĐỘNG HỌC CỦA SiO2 LỎNG 3.1 Hiện tượng đa thù hình 43 3.2 Hiện tượng động học .51 3.2.1 Cơ chế khuếch tán 51 3.2.2 Động học không đồng 63 CHƯƠNG CẤU TRÚC CỦA MgSiO3 LỎNG 4.1 Cấu trúc địa phương Si Mg 72 4.2 Hiện tượng tách pha vi mô .79 KẾT LUẬN 90 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ .92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 Lu ận n vă ạc th sĩ n uả Q lý nh Ki tế DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ĐLHPT Động lực học phân tử PBXT Phân bố xun tâm VĐH Vơ định hình ĐVPT Đơn vị phối trí BO Ngun tử ơxy cầu NBO Ngun tử ôxy không cầu BKS Van Beets – Kramer – Van Santen OG Oganov Lu Số hạt, áp suất nhiệt độ khơng đổi ận NPT Số hạt, thể tích lượng khơng đổi Si Ngun tử silíc O Nguyên tử ôxy NRM Cộng hưởng từ hạt nhân n vă NVE ạc th sĩ n uả Q lý nh Ki tế DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1 Các thông số BKS hệ SiO2 31 Bảng 2.2 Các thông số OG hệ MgSiO3 33 Bảng 3.1 Đặc trưng cấu trúc SiO2 lỏng nhiệt độ áp suất khác 44 nhau: rlk vị trí đỉnh thứ hàm PBXT thành phần, TN: Thực nghiệm, MP: mô Bảng 3.2 Sự phân bố OSi3 mối liên kết ĐVPT SiOx liền 47 Lu kề thông qua cạnh dùng chung (Ne) mặt dùng ận chung (Nf) SiO2 lỏng Tốc độ chuyển đổi ĐVPT nhiệt độ khác 64 Bảng 4.1 Đặc trưng cấu trúc MgSiO3 lỏng áp suất khác nhau: 73 n vă Bảng 3.3 th Sự phân bố BO ĐVPT SiO4 áp suất uả Bảng 4.3 n Sự phân bố BO ĐVPT SiO5 áp suất 84 lý khác Sự phân bố BO ĐVPT SiO6 áp suất nh Ki Bảng 4.4 84 Q khác sĩ Bảng 4.2 ạc rlkj vị trí đỉnh thứ hàm PBXT thành phần khác tế 84 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Trang Hình 2.1 Minh họa điều kiện biên tuần hồn 30 Hình 2.2 Hàm PBXT cho hệ thành phần 36 Hình 2.3 Hàm PBXT cặp cho hệ hai thành phần 36 Hình 2.4 Hàm PBXT cặp Si-O hệ MgSiO3 lỏng T = 3500 K, P = 37 30 GPa Số lượng chuyển đổi phụ thuộc vào thời gian 41 Hình 2.6 Minh họa đám hình thành nguyên tử Si O Khối cầu màu 42 Lu Hình 2.5 Năm ĐVPT cấu thành mạng SiO2 lỏng: SiO4 (a); SiO5 (b); SiO6 vă Hình 3.1 ận đen Si, màu vàng O 45 n (c); OSi2 (d); OSi3 (d) Khối cầu nhỏ O khối cầu lớn Si th Sự phân bố tỉ phần ĐVPT SiOx OSiy áp suất khác 45 Hình 3.3 Phân bố góc Si-O-Si khoảng cách liên kết O-Si 46 ạc Hình 3.2 sĩ uả Liên kết ĐVPT SiOx đám hình thành SiOx n Hình 3.4 Q ĐVPT OSi2 OSi3 48 lý (khối cầu lớn Si nhỏ O): Liên kết ĐVPT SiO x nh Ki thông qua BO (a); Liên kết ĐVPT SiOx thông qua BO (b); OSi3 (c); Đám SiO4 hình thành pha mật độ thấp tế (d); Đám SiO5 SiO6 hình thành pha mật độ cao (e) Hình 3.5 Sự phân bố ĐVPT SiOx OSiy SiO2 lỏng (T = 3200 49 K) áp suất 5, 15 25 GPa Khối cầu lớn Si, khối cầu nhỏ O Hình 3.6 Sự phụ thuộc mật độ vào áp suất SiO2 lỏng 50 Hình 3.7 Độ dịch chuyển bình phương trung bình nguyên tử trung 52 tâm với giá trị k khác Hình 3.8 Sự phụ thuộc vào thời gian mơ 53 Hình 3.9 Độ dịch chuyển bình phương trung bình/1 nguyên tử cho nhóm 54 nguyên tử thứ thứ hai Hình 3.10 Số lượng đám tạo nguyên tử thuộc nhóm nguyên tử A1, 55 A2 A3 thời điểm mơ khác Hình 3.11 Kích thước đám lớn thời điểm mô khác nhau, 56 P = GPa Hình 3.12 Độ dịch chuyển bình phương trung bình số lượng đám tạo 57 nguyên tử nhóm A2 A3; A2 A3 lựa chọn thời điểm td = 47.8 ps áp suất P = GPa Hình 3.13 Số lượng đám tạo nguyên tử thuộc nhóm nguyên tử A1, 59 Lu A4 A5 thời điểm mơ khác ận Hình 3.14 Số lượng chuyển đổi trung bình cho nguyên tử độ dịch 60 n vă chuyển bình phương trung bình ngun tử nhóm A1, A4 Số chuyển đổi trung bình số phối trí trung bình ZD thời ạc Hình 3.15 th A5 P = GPa 61 sĩ điểm mô khác nhau; P = GPa, T = 3000 K Minh họa chuyển động nguyên tử Khối cầu màu đen 63 uả Q Hình 3.16 ứng với đám cứng Khối cầu đỏ xanh ứng với nguyên n lý tử linh động Khối cầu màu đỏ ứng với nguyên tử thuộc nh Ki siêu phân tử a) Chuyển đổi có ích; b) Chuyển đổi khơng có Hình 3.18 Sự phụ thuộc áp suất hệ số khuếch tán (a) tốc độ chuyển tế Hình 3.17 64 65 đổi (b), T = 3000 K Hình 3.19 Sự phụ thuộc = Mbt/Mbo vào số lượng chuyển đổi, T = 66 3000 K Hình 3.20 Minh họa trình dịch chuyển nguyên tử: A) Một 68 nguyên tử dịch chuyển qua khoảng không hai nguyên tử để tới vị trí mới; B) Sự dịch chuyển nhóm ngun tử Hình 3.21 Hệ số khuếch tán Si O cho hệ nhiệt độ áp suất khác 68 tạo thành tập hợp lớn không gian với hình dạng kích thước khác Trực quan hóa mơi trường phối trí mơ giúp thu thông tin nhằm củng cố kết luận đưa phân tích Hình 4.15 cấu trúc mạng MgSiO lỏng hai áp suất 30 GPa Cấu trúc mạng MgSiO3 lỏng bao gồm đám chuỗi ĐVPT SiOx, đám Lu ận n vă ạc th sĩ n uả Q lý nh Ki tế 87 chuỗi hình thành nên cấu trúc mạng vật liệu Ngun tử Mg có xu hướng liên kết với ơxy tự NBO hình thành ĐVPT MgO y gắn vào đám/chuỗi SiOx Các chuỗi đám SiOx hình thành nên vùng Si Các ĐVPT MgOy liên kết với hình thành nên vùng Mg Đây nguồn gốc khơng đồng thành phần hóa học cấu trúc vật liệu Sự khơng đồng thành phần hóa học cấu trúc dẫn tới không đồng động học Lu ận n vă ạc th sĩ uả Q GPa 30 GPa n lý Hình 4.15 Cấu trúc mạng MgSiO3 lỏng GPa 30 GPa Đám/chuỗi nh Ki SiOx ứng với màu đen; Đám/chuỗi MgOy ứng với màu đỏ (Các ĐVPT SiOx ứng với khối cầu màu đen MgOy ứng với khối cầu màu đỏ tế 88 Kết luận chương Luận án xây dựng mẫu MgSiO3 lỏng nhiệt độ 3500 K áp suất từ tới 30 GPa phương pháp mô ĐLHPT sử dụng tương tác OG Đặc trưng cấu trúc mẫu phù hợp với cơng trình thực nghiệm mơ khác Cấu trúc mạng MgSiO3 lỏng dải áp suất 0÷30 GPa hình thành chủ yếu từ ĐVPT SiOx với x = 4÷6 MgOy với y = 3÷9 Tỉ phần ĐVPT SiO4 giảm tỉ phần SiO6 tăng áp suất tăng Tỉ phần ĐVPT SiO5 tăng tới giá trị cực đại 54% áp suất ~15 GPa sau giảm xuống Cấu trúc hình học loại Lu ĐVPT khơng thay đổi áp suất thay đổi Môi trường địa phương Si ận MgSiO3 lỏng tương tự SiO2 lỏng Môi trường địa phương Mg thay đổi vă đáng kể áp suất thay đổi, số phối trí trung bình Mg thay đổi từ 4.3 áp suất n GPa tới 6.8 áp suất 30 GPa Ở áp suất thấp, tỉ phần MgO chiếm ưu so với ạc th ĐVPT khác có xu hướng giảm áp suất tăng Tỉ phần ĐVPT MgO MgO6 tăng tới giá trị cực đại sau giảm xuống áp suất tăng sĩ Q Các ĐVPT SiOx liên kết với thơng qua BO hình thành nên mạng Si-O uả Ở áp suất thấp, mạng Si-O bị vỡ thành mạng dẫn tới hình thành nhiều n NBO Các nguyên tử Mg có xu hướng liên kết với mạng Si-O thơng qua BO lý NBO hình thành cầu nối nối Mg 3-O-Si, Mg4-O-Si, Mg-O-Si2, Mg2-O-Si2, Mg3- nh Ki O-Si2, Mg-O-Si3, Mg2-O-Si3 Tỉ phần NBO giảm từ 47% GPa tới 27% 30 GPa, tế tỉ phần BO tăng từ 46% GPa tới 69% 30 GPa Khi áp suất tăng, số lượng NBO giảm BO tăng dẫn tới mức độ polymer hóa tăng tương ứng với mở rộng mạng Si-O tồn khơng gian Luôn tồn lượng nhỏ O tự tất áp suất khảo sát, với tỉ phần 7% áp suất GPa giảm xuống 4% 30 GPa Những nguyên tử O tự liên kết với nguyên tử Mg dẫn tới hình thành cầu nối O-Mg y Cầu nối O-Mgy phân bố khơng đồng khơng gian, có xu hướng tập hợp lại thành đám hình thành nên vùng Mg Luôn tồn lượng đáng kể O lân cận ĐVPT SiO 4, SiO5 SiO6 BO Vì mạng MgSiO lỏng ln có ngun tử O liên kết với Si, hình thành nên cầu nối O-Six Các cầu nối phân bố không đồng 89 khơng gian có xu hướng tạo thành đám, tương ứng với vùng Si, vùng có Si O liên kết với Sự tồn vùng Si vùng Mg chứng tồn tượng tách pha vi mô MgSiO3 lỏng Kết chương công bố công trình Eur Phys J B 89, pp 73(10) (2016) Journal of Science of HNUE 60 (7), pp 62-67 (2016) Lu ận n vă ạc th sĩ n uả Q lý nh Ki tế 90 KẾT LUẬN Luận án đạt kết sau: Sử dụng phương pháp mô ĐLHPT luận án xây dựng 16 mẫu SiO lỏng với nhiệt độ 2600÷3500 K áp suất 0÷30 GPa, mẫu MgSiO lỏng nhiệt độ 3500 K áp suất 0÷30 GPa Kết khảo sát đặc trưng cấu trúc mẫu phù hợp với cơng trình mơ thực nghiệm trước Hiện tượng đa thù hình SiO lỏng áp suất thay đổi mơ tả dựa mơ hình hai trạng thái Cấu trúc mạng SiO lỏng hình thành từ ĐVPT liên quan tới trật tự gần (SiO 4, SiO5 SiO6) ĐVPT liên quan tới trật tự Lu tầm trung (OSi2 OSi3) Luôn tồn đồng thời hai pha: pha mật độ thấp pha ận mật độ cao SiO2 lỏng với tỉ phần phụ thuộc áp suất Pha mật độ thấp tạo vă SiO4 liên kết với thông qua OSi2 Pha mật độ cao tạo ĐVPT n SiO5 SiO6 liên kết với thông qua OSi3 Khi áp suất tăng, có dịch chuyển th ạc từ pha mật độ thấp tới pha mật độ cao Mật độ SiO lỏng áp suất sĩ tính thơng qua tỉ phần ĐVPT OSi2 OSi3 uả Q Sự tạo thành đám nguyên tử linh động nhất-kém linh động chứng tồn động học không đồng SiO lỏng Sự tạo thành đám n lý nguyên tử chuyển đổi nhiều nhất-chuyển đổi chứng cho thấy nh Ki chuyển đổi phân bố không đồng không gian Cấu trúc không đồng nguyên nhân dẫn tới phân bố không đồng chuyển đổi tế tượng động học không đồng Khuếch tán xem xét dựa chế chuyển đổi ĐVPT Khảo sát trình chuyển đổi ĐVPT cho thấy khuếch tán phụ thuộc vào tốc độ chuyển đổi cách thức xảy chuyển đổi Chính chuyển đổi dẫn tới thay đổi tập hợp nguyên tử lân cận hay cịn gọi chuyển đổi có ích thực nguyên nhân dẫn tới trình khuếch tán Trong SiO lỏng tồn hai dạng chuyển động khác nhau: chuyển động tương quan chuyển động tự Chuyển động tương quan liên quan tới chuyển động nhóm nguyên tử, chúng giống siêu phân tử di chuyển lòng chất lỏng cho nguyên nhân dẫn tới khuếch tán dị thường thuyên giảm động học 91 Cấu trúc địa phương Si MgSiO lỏng tương tự SiO2 lỏng Trong dải áp suất khảo sát 0÷30 GPa, chủ yếu tồn ĐVPT SiO x (x = 4÷6) MgOy (y = 3÷9) Khi áp suất tăng, tỉ phần SiO giảm tỉ phần SiO6 tăng Tỉ phần SiO5 tăng đạt tới giá trị cực đại ~15 GPa Cấu trúc hình học ĐVPT khơng phụ thuộc vào áp suất Số phối trí trung bình Mg thay đổi từ 4.3 áp suất GPa tới 6.8 áp suất 30 GPa MgO chiếm ưu áp suất thấp, sau có xu hướng giảm Tỉ phần ĐVPT MgO MgO6 tăng tới giá trị cực đại sau giảm xuống áp suất tăng Khi áp suất tăng, tỉ phần BO tăng dẫn tới tăng mức độ polymer hóa mạng, đồng thời mạng Si-O liên kết với tạo thành đám thay mạng nằm riêng lẻ Nguyên tử Mg liên kết với Lu nguyên tử O tự dẫn tới tồn vùng Mg Một lượng lớn ĐVPT SiO 4, ận SiO5 SiO6 với đa phần nguyên tử O lân cận BO dẫn tới tồn vùng n vă Si Cấu trúc mạng không đồng với tồn đồng thời vùng Si vùng ạc th Mg hay gọi tượng tách pha vi mô sĩ n uả Q lý nh Ki tế 92 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN L.T.San and N.V.Hong (2015) Pressure-induced structural changes in liquid MgSiO3 Journal of Science of HNUE 60 (7), pp 62-67 L.T.San, P.K.Hung, and H.V.Hue (2016) The study of dynamics heterogeneity and slow down of silica by molecular dynamics simulation Journal of Physics: Conference Series 726, pp 012020(7) N.T.T.Nhan, P.H.Kien, P.K.Hung, N.V.Hong, and L.T.San (2016) About the diffusion mechanism in the silica liquid Int J Mod Phys B 30, pp Lu 1650059(11) ận L.T.San, N.V.Hong, T.Iitaka, and P.K.Hung (2016) Structural organization, vă n micro-phase separation and polyamorphism of liquid MgSiO under ạc th compression Eur Phys J B 89, pp 73(10) sĩ L.T.San, N.V.Hong, and P.K.Hung (2016) Polyamorphism of liquid silica uả Q under compression based on five order-parameters and two-state model: a completed and unified description High Pressure Research 36, pp 187-197 n lý P.K.Hung, P.H.Kien, L.T.San, and N.V.Hong (2016) The study of diffusion nh Ki in network-forming liquids under pressure and temperature Physica B 501, pp 18-25 tế 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Mai Thị Lan (2015) Mô vi cấu trúc chế khuếch tán xít MgO, Al2O3 GeO2 trạng thái lỏng Luận án tiến sĩ vật lý kỹ thuật, Đại học Bách Khoa Hà Nội [2] Nguyễn Thị Thanh Hà (2014) Nghiên cứu chế khuếch tán vật liệu vơ định hình Luận án tiến sĩ vật lý, Đại học Quốc gia Hà Nội [3] Nguyễn Văn Hồng (2010) Mơ ơxít hai ngun trạng thái vơ định hình lỏng Luận án tiến sĩ vật lý, Đại học Bách Khoa Hà Nội Lu ận Tiếng anh A.R.Oganov, J.P.Brodholt and G.D.Price (2000) Comparative study of n vă [4] th quasiharmonic lattice dynamics, molecular dynamics, and Debye model B.B.Karki, D.Bhattarai and L.Stixrude (2007) First-principles simulations sĩ [5] ạc applied to MgSiO3 perovskite Phys Earth Planet Inter 122, pp 277-288 uả Q of liquid silica: Structural and dynamical behavior at high pressure Phys Rev B 76, pp 104205(11) n B.Doliwa and A.Heuer (2000) Cooperativity and spatial correlations near lý [6] disks Phys Rev E 61, pp 6898 (11) B.M.Al-Hasni and G.Mountjoy (2014) A molecular dynamics study of the tế [7] nh Ki the glass transition: Computer simulation results for hard spheres and atomic structure of (MgO)x(SiO2)100-x J Non-Cryst Solids 389, pp 33-44 [8] B.VanBeest, G.Kramer, R.VanSanten (1990) Force fields for silicas and aluminophosphates based on ab initio calculations Phys Rev Lett 64, pp 1955-1958 [9] B.Vessal, M.Amini, H.Akbarzadeh (1994) Molecular dynamics simulation of molten silica at high pressure J Chem Phys 101, pp 7823-7827 [10] C.A.Angell, C.A.Scamehorn, C.C.Phifer, P.A.Cheeseman (1988) Ion dynamics studies of R.R.Kadiyala, liquid and and glassy silicates, and gas-in-liquid solutions Phys Chem Minerals 15, pp.221- 94 227 [11] C.D.Yin, M Okuno, H.Morikawa and F.Marumo (1983) Structure analysis of MgSiO3 glass J Non-Cryst Solids 55, pp 131-141 [12] C.J.Benmore, E.Soignard, S A.Amin, M.Guthrie, S.D.Shastri, P.L.Lee, and J L Yarger (2010) Structural and topological changes in silica glass at pressure Phys Rev B 81, pp 054105 (5) [13] C.J.Fennel and J.D.Gêzlter (2006) Is the Ewald summation still necessary? Pairwise alternatives to the accepted standard for long-range electrostatics J Chem Phys 124, pp 234104(12) [14] C.Meade, R.J.Hemley, and H.K.Mao (1992) High-pressure X-ray Lu diffraction of SiO2 glass Phys Rev Lett 69, pp 1387-1390 ận [15] C.Sonneville, C.Sonneville, T.Deschamps, C.Martinet, D.Ligny, A.Mermet n vă and B Champagnon (2013) Polyamorphic transitions in silica glass J Non- th Cryst Solids 382, pp 133-136 ạc [16] D.J.Lacks (2000) First-order amorphous-amorphous transformation in sĩ silica Phys Rev Lett 84, pp 4629-4632 uả Q [17] D.J.Lacks, D.B.Rear, J.A.Van Orman (2007) Molecular dynamics investigation of viscosity, chemical diffusivities and partial molar volumes n nh Ki Cosmoch Acta 71, pp 1312-1321 lý of liquids along the MgO–SiO2 join as functions of pressure Geochim [18] D Machon, F Meersman, M.Wilding, M.Wilson, and P.McMillan (2014) tế Pressure-induced amorphization and polyamorphism: Inorganic and biochemical systems Prog Mater Sci 61, pp 216-282 [19] D.Turnbull (1961) Free‐Volume Model of the Amorphous Phase: Glass Transition J chem Phys 34, pp.120-125 [20] E.Bourova, S.C.Parker and P.Richet (2000) High-temperature structure and dynamics of coesite (SiO2) from numerical simulations Phys Chem Minerals 31, pp 569-579 [21] E.Flenner and G.Szamel (2006) Anisotropic spatially heterogeneous dynamics in a model glass-forming binary mixture J Phys.: Condens Matter 19, pp 205125 (8) 95 [22] E.G.Ponyatovsky and O.I.Barkalov (1992) Pressure-induced amorphous phases Mater Sci Rep 8, pp 147-191 [23] E.Lascaris, M.Hemmati, S.V.Buldyrev, H.E.Stanley, and C.A.Angell (2015) Diffusivity and short-time dynamics in two models of silica J Chem Phys 142, pp 104506(8) [24] E.R.Weeks, J.C.Crocker, A.C.Levitt, A.Schofield, D A.Wei (2000) Threedimensional direct imaging of structural relaxation near the colloidal glass transition Science 287, pp 627-631 [25] E.R.Weeks, J.C.Crocker, D.A.Weitz (2007) Short- and long-range correlated motion observed in colloidal glasses and liquids J Phys.: Lu Condens Matter 19, pp 2015131(12) ận [26] F.J.Spera, M.S.Ghiorso, D.Nevins (2011) Structure, thermodynamic and n vă transport properties of liquid MgSiO 3: Comparison of molecular models th and laboratory results Geochim Cosmochim Acta 75, pp 1272-1296 ạc [27] F.P.McMillan, M.Wilson, M.C.Wilding, D.Daisenberger, M.Mezouar and sĩ G.N.Greaves (2007) Polyamorphism and liquid–liquid phase transitions: 415101(41) n uả Q challenges for experiment and theory J Phys Condens Matter 19, pp lý [28] G.Adam and J.H.Gibbs (1965) On the Temperature Dependence of nh Ki Cooperative Relaxation Properties in Glass ‐Forming Liquids J Chem Phys 43, pp 140-146 tế [29] G.Ceder and N.Marzari (2005) Atomic Computer Modeling of Materials MIT OCW, USA [30] G.D Mukherjee, S.N.Vaidya, and V.Sugandhi (2001) Direct observation of amorphous to amorphous apparently first-order phase transition in fused quartz Phys Rev Lett 87, pp 195501(4) [31] G.Lois, J.Blawzdziewicz and C.O’Hern (2009) Percolation Model for Slow Dynamics in Glass-Forming Materials Phys Rev Lett 102, pp 015702(4) [32] H.Tanaka (2005) Two-order-parameter model of the liquid–glass transition II Structural relaxation and dynamic heterogeneity J Non-Cryst Solids 351, pp 3385-3395 96 [33] H.Tanaka, T.Kawasaki, H.Shintani and K.Watanabe (2010) Critical-like behaviour of glass-forming liquids Nat Mater Nature Materials 9, pp 324331 [34] I.D.Grimley, C.A.Wright N.R.Sinclair (1990) Neutron scattering from vitreous silica IV Time-of-flight diffraction J Non-Cryst Solids 119, pp 49-64 [35] I.Saika-Voivod, F.Sciortino and P.H.Poole (2000) Computer simulations of liquid silica: Equation of state and liquid–liquid phase transition Phys Rev E 63, pp 011202(9) [36] I.Saika-Voivod, F.Sciortino, and P.H.Poole (2005) Simulated silica Phil Lu Trans R Soc A 363, pp 525-535 ận [37] I.W Donal, B.L.Metcalfe, R.N.J.Taylor (1997) The immobilization of high th 5851-5887 n vă level radioactive wastes using ceramics and glasses J Matter Sci 32, pp ạc [38] J.D.Kubicki, A.C.Lasaga (1991) Molecular dynamics simulations of sĩ pressure and temperature effects on MgSiO and Mg2SiO4 melts and glasses uả Q Phys Chem Miner 661, pp 661-673 [39] J Horbach (2008) Molecular dynamics computer simulation of amorphous n lý silica under high pressure J Phys.: Condens Matter 20, pp 244118- nh Ki 244125 [40] J.P.Garrahan and D.Chandler (2002) Geometrical Explanation and Scaling tế of Dynamical Heterogeneities in Glass Forming Systems Phys Rev Lett 89, pp 035704(4) [41] J.R.Rustad, D.A.Yuen, F.J.Spera (1990) Molecular dynamics of liquid SiO2 under high pressure Phys Rev A 42, pp 2081-2089 [42] J.Sarnthein, A.Pasquarello and R.Car (1995) Model of vitreous SiO2 generated by an ab initio molecular-dynamics quench from the melt Phys Rev B 52, pp 12690-12695 [43] K.Garcez and A.Antonelli (2015) Polyamorphism in tetrahedral substances: Similarities between silicon and ice J Chem Phys 143, pp 034501(6) 97 [44] L.Cormier and G.J.Cuello (2011) Mg coordination in a MgSiO3 glass using neutron diffraction coupled with isotopic substitution Phys Rev B 83, pp 224204(8) [45] L.P.Davila, M.Caturla, A.Kubota, B.Sadigh, T.Rubia, J.Shackelford, S.Risbud, and S.Garofalini (2003) Transformations in the Medium-Range Order of Fused Silica under High Pressure Phys Rev Lett 91, pp 205501(4) [46] M.C.Wilding, C.J.Benmore, J.A.Tangeman and S.Sampath (2004) Coordination changes in magnesium silicate glasses Euro Phys Lett 67, pp 212-218 Lu [47] M.C.Wilding, C.J.Benmore, J.A.Tangeman and S.Sampath (2010) Changes ận in the local environment surrounding magnesium ions in fragile MgO-SiO n vă liquids Euro Phys Lett., 89, pp 26005(5) th [48] M.C.Wilding, C.J.Benmore and J.K.R.Weber (2008) In situ diffraction ạc studies of magnesium silicate liquids J Mater Sci 43, pp 4707-4713 sĩ [49] M.Guignard and L.Cormier (2008) Environments of Mg and Al in MgO– uả Q Al2O3–SiO2 glasses: A study coupling neutron and X-ray diffraction and Reverse Monte Carlo modeling Chem Geol 256, pp 111-118 n lý [50] M.Matsui, M.Akaogi, T.Matsumoto (1987) Computational model of the nh Ki structural and elastic properties of the ilmenite and perovskite phases of MgSiO3 Phys Chem Miner 14, pp 101-106 tế [51] M.S.Shell, P.G.Debenedetti and A.Z.Panagiotopoulos (2002) Molecular structural order and anomalies in liquid silica Phys Rev E 66, pp.011202(8) [52] M.Vogel and S.C.Glotzer (2004) Spatially Heterogeneous Dynamics and Dynamic Facilitation in a Model of Viscous Silica Phys Rev Lett 92, pp 255901(4) [53] M.Vogel and S.C.Glotzer (2004) Temperature dependence of spatially heterogeneous dynamics in a model of viscous silica Phys Rev E 70, pp 061504(13) [54] M.Wu, Y.Liang, J.Z.Jiang and S.T.John (2012) Structure and properties of 98 dense silica glass Sci Rep 2, pp 398(6) [55] N.J.Giordano (1997) Computational Physics Prentice Hall, USA [56] N.V.Hong, N.T.T.Ha, H.V.Hung, M.T.Lan, P.K.Hung (2013) Dynamics and diffusion mechanism in network forming liquid under high pressure: a new approach Mater Chem Phys 138, pp 154-161 [57] O.Adjaoud, G.Steinle-Neumann, S.Jahn (2008) Mg2SiO4 liquid under high pressure from molecular dynamics Chem Geol 256, pp 185-192 [58] O.Mishima and Y.Suzuki (2002) Propagation of the polyamorphic transition of ice and the liquid–liquid critical point Nature 419, pp 599603 Lu [59] O.Mishima, L.D.Calvert, and E.Whalley (1984) ‘Melting ice’ I at 77 K and ận 10 kbar: a new method of making amorphous solids Nature 310, pp 393- n vă 395 th [60] P.F.Mc Millan, B.T.Poe, P.H.Gillet, and B.Reynard (1994) A study of SiO2 ạc glass and supercooled liquid to 1950 K via high-temperature Raman sĩ spectroscopy Geochim Cosmochim Acta 58, pp 3653-3664 uả Q [61] Q.Mei, C.J.Benmore, and J.K.R.Weber (2007) Structure of Liquid SiO2: A Measurement by High-Energy X-Ray Diffraction Phys Rev Lett 98, pp n lý 057802(4) nh Ki [62] Q.Williams, R.Jeanloz (1988) Spectroscopic evidence for pressure-induced coordination changes in silicate glasses and melts Science 239, pp 902- tế 905 [63] R.Sharma, A.Mudi, and C.Chakravarty (2006) Diffusional anomaly and network dynamics in liquid silica J Chem Phys 125, pp 044705(10) [64] R.Yamamoto and Onuki (1998) A Dynamics of highly supercooled liquids: heterogeneity, rheology, and diffusion Phys Rev E 58, pp 3515-3528 [65] S.Franz, G.Parisi, F.Ricci-Tersenghi, and T.Rizzo (2011) Field theory of fluctuations in glasses Eur Phys J E 34, pp 102(17) [66] S.K.Lee, J.F.Lin, Y.Q.Cai, N.Hiraoka, P.J.Eng, T.Okuchi, H.K.Mao, Y.Meng, M.Y.Hu, P.Chow, J.Shu, B.Li, H.Fukui, B.H.Lee, H.N.Kima, and C.S.Yoo (2008) X-ray Raman scattering study of MgSiO3 glass at high 99 pressure: Implication for triclustered MgSiO melt in Earth's mantle Nature Mater 105, pp 7925-7929 [67] S.Kohara, J.Akolabcd, H.Morita, K.Suzuya, J.K.R.Weber, M.C.Wilding, and C.J.Benmoreh (2011) Relationship between topological order and glass forming ability in densely packed enstatite and forsterite composition glasses Proc Natl Acad Sci 108, pp 14780-14785 [68] S.Sen, H.Maekawa, and G.N.Papatheodorou (2009) Short-Range Structure of Invert Glasses along the Pseudo-Binary Join MgSiO3− Mg2SiO4: Results from 29 Si and 25 Mg MAS NMR Spectroscopy J Phys Chem B 113, pp 15243-15248 Lu [69] S.Tsuneyuki and Y.Matsui (1995) Molecular Dynamics Study of Pressure ận Enhancement of Ion Mobilities in Liquid Silica Phys Rev Lett 74, pp n vă 3197-3200 th [70] T.Andrea, T.Paul, S.Sandro, P.Alfredo, and C.Roberto (2002) Pressure- ạc Induced Structural Changes in Liquid SiO2 from Ab Initio Simulations sĩ Phys Rev Lett 89, pp.245504(4) uả Q [71] T.Kawasaki and H.Tanaka (2011) Structural signature of slow dynamics and dynamic heterogeneity in two-dimensional colloidal liquids: glassy n lý structural order J Phys.: Condens Matter 23, pp 194121(19) nh Ki [72] T.M.Clark, P.J.Grandinetti, P.Florian, J.F.Stebbins (2004) Correlated structural distributions in silica glass Phys Rev B 70, pp 064202(8) tế [73] T.Sato and N Funamori (2008) Sixfold-coordinated amorphous polymorph of SiO2 under high pressure Phys Rev Lett 101, pp 255502(4) [74] T.Sato and N.Funamori (2010) High-pressure structural transformation of SiO2 glass up to 100 GPa Phys Rev B 82, pp.184102(5) [75] T.Taniguchi, M.Okuno, and T.Matsumoto (1997) X-ray diffraction and EXAFS studies of silicate glasses containing Mg, Ca and Ba atoms J NonCryst Solids 211, pp 56-63 [76] V.V.Hoang, H.Zung and N.T.Hai (2007) Diffusion and dynamical heterogeneity in simulated liquid SiO2 under high pressure J Phys.: Condens Matter 19, pp 116104-116118 100 [77] W.Gotze and L.Sjogren (1992) Relaxation processes in supercooled liquids Rep Prog Phys 55, pp 241-376 [78] Y.Liang, C.R.Miranda and S.Scandolo (2007) Mechanical strength and coordination defects in compressed silica glass: Molecular dynamics simulations Phys Rev B 75, pp 024205(5) [79] Y.Matsui, K.Kawamura (1980) Instantaneous structure of an MgSiO3 melt simulated by molecular dynamics Nature 648, pp 648-649 Lu ận n vă ạc th sĩ n uả Q lý nh Ki tế 101
Ngày đăng: 21/11/2023, 14:15
Xem thêm: