氦气在氩霜表面吸附的巨正则蒙特卡洛模拟.pdfVIP

2014年第 1期 低 温 工 程 NO．1 2014 总第 197期 CRY0GENICS Sum NO．197 氦气在氩霜表面吸附的巨正则蒙特卡洛模拟 汤建成 ， 熊联友 彭 楠 陆文海 董 斌 刘立强 ( 中国科学院低温工程学重点实验室 北京 100190) ( 中国科学院大学 北京 100049) 摘 要 ：为了从微观角度解释深冷霜在低温下对不凝性气体的吸 附机理 ，采用巨正则蒙特卡洛方 法对氦气在氩霜狭缝孔结构 中的吸附过程进行模拟。研 究了粒子的局部密度随压力变化的分布 ，获 得 了氦气在不同孔宽和温度条件下的吸附等温线。模拟结果表明，在相同温度和孔宽下，压力越高粒 子在孔 内的局部密度越大，且最大值的位置不随压力变化。在温度为4．2K时，孔宽越大霜层对氦气 分子的吸 附作用力越小，3-孔宽大于 1．5nm时，吸附等温线基本重合。系统的温度越低，起始的吸附 压 力越 小 。 关键词 ：巨正则蒙特卡洛模拟 吸附等温线 氦气 氩霜 中图分类号 ：TB61，TB663 文献标识码 ：A 文章编号：1000—6516(2014)01—0027—04 Grand canonicalM onteCarlosimulation ofhelium adsorption on argon frost TangJiancheng XiongLianyou PengNan LuWenhai。 DongBin LiuLiqiang (KeyLaboratoryofCryogenics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China) (UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China) Abstract：Adsorptionbehaviorofhelium onargonfrosthasbeensimulatedbyusingthegrandcanonical MonteCarlomethodtounderstandtheadsorptionmechanism ofnon—condensedgasoneryodepositedfrostsin microscopicview．Localdensityprofileofmoleculesinaslitatvariouspressurehasbeen studied．Thead— sorption isothermsofhelium onargonfrostwithdifferentslitwidth havebeen studiedatdifferenttempera— ture．Thesimulationresultsindicatethatlocaldensity increasesaspressurerisesatthegiventemperature， butthepositionofmaximalvaluedoesn’tchangewithit．Theinteractionbetweenhelium andfrostdecrea— sesasthewidthriseswhenthesystem temperaturemaintainsat4．2K．Theadsorption isothermsarealmost thesamewhentheporewidthislargerthan1．5nm．Thelowerthesystem temperaturewas，thesmallerthe startingadsorption pressure． Keywords：grandcanonicalMonteCarlomethod；adsorption isotherm ；helium ；