6. Cấu trúc của đề tài
2.5. Phương pháp xác định mầm tinh thể
Pha vô định hình (VĐH) của mẫu được xây dựng của chúng tôi biến đổi thành pha tinh thể BCC. Do đó để xác định nguyên tử là nguyên tử tinh thể hoặc nguyên tử VĐH, một tiêu chuẩn sau đây được áp dụng. Đó là, nguyên tử được định nghĩa có cấu hình BCC nếu nó thỏa mãn hai điều kiện sau: (1) có 14 nguyên tử lân cận, (2) 6 trong 14 nguyên tử lân cận này có 4 lân cận chung với nguyên tử nhất định, 8 nguyên tử còn lại có 6 lân cận chung với nguyên tử nhất định. Bán kính ngắt được dùng để xác định nguyên tử lân cận là bằng 3.35 Å. Nguyên tử và 14 lân cận thỏa mãn tiêu chuẩn mô tả trên thuộc nguyên tử tinh thể. Tập hợp các nguyên tử như vậy tạo thành một mầm cơ bản. Đám tinh thể chứa một số các mầm cơ bản. Một đám gồm các đám tinh thể nhỏ sẽ có ít nhất một mầm có nguyên tử tinh thể chung với nó. Trong mô phỏng của chúng tôi, chúng tôi tìm thấy một vài mầm riêng biệt có ít nhất 30 nguyên tử hoặc các đám tinh thể lớn trong mẫu vật liệu.
Thuật toán xác định mầm:
- Lần lượt xét từng nguyên tử thứ i có SPT bằng 14. Khoảng cách từ 14 nguyên tử lân cận của nguyên tử thứ i đến nguyên tử thứ i là 3,35 Å (Bán kính ngắt thứ nhất trong HPBXT).
- Với nguyên tử thứ i mà nó có SPT 14, chúng tôi xét tập hợp 14 nguyên tử lân cận gần nhất của nguyên tử thứ i này. Nếu trong số 14 nguyên tử lân cận này có 6 nguyên tử có 4 lân cận gần nhất và có 8 nguyên tử có 6 lân cận gần nhất thì tập hợp 14 nguyên tử lân cận của nguyên tử thứ i + 01 nguyên tử thứ i
(15 nguyên tử) này sẽ tạo thành một mầm tinh thể cơ bản trong mẫu vật liệu (xem hình 2.5).
- Xét tập hợp tất cả các nguyên tử có SPT 14 thỏa mãn hai điều kiện trên, chúng tôi sẽ thống kê được số mầm tinh thể trong mẫu vật liệu mô phỏng.
Chương trình tính toán mầm tinh thể được viết trên ngôn ngữ lập trình C++.
Hình 2.5. Hình vẽ minh họa cách xác định mầm tinh thể trong mẫu vật liệu
Quả cầu đen biểu diễn nguyên tử có SPT 14; Quả cầu mầu đỏ biểu diễn các nguyên tử có lân cận 4; Quả cầu mầu xám biểu diễn các nguyên tử có lân cận 6.
Nguyên tử 4 lân cận Nguyên tử 6 lân cận (1) (4) (2) (3) (1) (2) (3) (4) (5) (6)
Chương 3
MÔ PHỎNG CẤU TRÚC VÀ CƠ CHẾ TINH THỂ HÓA HẠT NANO KIM LOẠI Fe100-xBx
Trong chương này, chúng tôi xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ, mức độ hồi phục (ủ nhiệt), nồng độ nguyên tử B đến cấu trúc của hạt nano Fe100-xBx
(x = 0, 5, 10). Kết quả mô phỏng cho thấy, có sự chuyển pha VĐH sang pha tinh thể. Tiếp theo, chúng tôi nghiên cứu cơ chế tinh thể hóa, sự tạo pha thủy tinh thông qua các mầm tinh thể và các đơn vị cấu trúc (ĐVCT).