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陶瓷/无机材料多尺度模拟研究



陶瓷/无机材料是传统材料,但是还有很多性能需要理论研究给出清晰的物理图像。云榜科技提供的解决方案涵盖了陶瓷/无机材料基础研究中的多个问题,如:陶瓷材料生长机理、界面稳定性、热稳定性、电子结构、能带结构、缺陷生成能、合金抗腐蚀性能等。微观描述半导体(钛酸钡、氧化钛、氧化锌)晶体、稀土发光材料、硬质材料(氧化硅、碳化硅、氧化铝、氮化硼)等材料。

   
 

分子模拟方法描述石墨烯在6H-SiC表面外延生长;C富层间距有一定规律,1.9埃、1.0......

对比两种键序势函数:Tersoff和TEA势,TEA效果更好;

单层石墨烯生长的退火温度:

    TEA势能:1200K
   
Tersoff势能:1300K

锆(Zr)腐蚀研究

Zr合金是目前核反应堆的主要的燃料包覆材料。其中水侧腐蚀是Zr合金最主要的退化机制。氧化物在ZrO2中的输运决定腐蚀动力学。阳离子向外扩散有助于形成氧化物保护层。采用温度加速动力学和MD方法研究了Zr缺陷在ZrO2四面体间隙位置中迁移行为。间隙Zr在四方相ZrO2具有各向异性扩散性,适合[001]C方向迁移。压应力显著提高间隙Zr原子的迁移能垒。间隙Zr原子在晶界迁移速度明显低于块体氧化物中。





Zr间隙原子在ZrO2中迁移是各向异性,[001]方向是最佳迁移方向。主要是氧原子的偏移导致的;应力对Zr间隙原子迁移影响巨大。


案例中涉及的模块有:

1)MAPS Platform界面平台

2)LAMMPS-Atomistic分子动力学计算模块。

3)Amorphous Builder无定型结构建模模块。

4)Towhee蒙特卡洛方法计算模块。模拟多孔材料(如沸石、高分子膜、石墨烯和纳米碳管)和表面的吸附性能。

  MAPS材料及化工过程设计平台是一款多尺度、可扩展的平台实现科研工作者对全品类材料建模模拟分析进而预测和筛选材料的行为MAPS软件可应用于从量子化学计算到中尺度计算MAPS软件适合描述含能材料、离子液体、高分子材料、合金材料、复合材料、电池材料等性质。

MAPS软件