铬酸钠溶液结构和性质的分子动力学模拟计算.pdfVIP

第24卷专辑 中 国稀土学报 2006年10月 V01．24 JOURNALOFTHECHINESERAREEARTHSOCIETY Oct．2006 Spee．Issue 铬酸钠溶液结构和性质的分子动力学模拟计算 阎江峰”，谢 刚2，朱华山2，杨大锦1，一，李荣兴2 (1．云南冶金集团总公司技术中心，云南昆明650031；2．昆明理工大学材料与冶金工程学院，云 南昆明650093) ■耍l采用双体有效势函数，用分子动力学计算机模拟方法计算了铬酸钠溶液的结构和性质。获得了溶液中各离子对的径向分布函数和配位数， 结果表明，氧原子主要与氧和铬原子配位，溶液中存在稳定的铬氧四面体结构和复杂的网络结构，溶液中钠离子是电解过程中电流的主要迁移者。 关键词：铬酸钠；结构性质；分子动力学；计算机模拟 中图分类号：TF001文l魄标识码： A 文章编号：1000-4343(2006)．0236．04 铬酸钠溶液在铬制备过程中有重要的作用。 了二元晶体的溶化，通过对个别原子的运动计算 无论是金属热还原法还是电解法生产金属铬，都 发现，晶体的溶化与位错对的瞬间产生有关。我 涉及到铬酸钠溶液【1．2】，因此研究铬酸钠溶液的性 们【6】也用MD方法模拟计算了冶金熔融盐体系和 质及结构，不仅有重要的理论意义，而且有重要 氧化物熔体的结构和性质。本文中，我们用分子 的实际应用价值。目前，尚无文献报道对铬生产 动力学计算机模拟方法对铬酸钠溶液结构和性质 过程中的铬酸钠溶液进行研究，而研究该溶液的 进行理论计算。以获得对铬冶炼工艺有指导作用 性能及结构无疑能改进和优化工艺过程。近年来， 的研究结果。 用计算机模拟计算方法研究液体和溶液、液晶、 晶态和非晶态固体的结构和性质、界面和表面的 1模拟设计 结构和性质、体系中的混合过程、输运过程和化 模拟计算采用通用的MD计算程序及改进的 学反应过程等得到广泛的应用【3】，并在许多方面与 MD计算方法，模拟中采用的势函数形式如下嘲： 实验结果和宏观理论研究结果取得了相当一致的 ％=华+Aexp陬(呜一，-)] ㈤ 结论，同时还修正了一些传统方法的结果。Levyl4J 最先用连续势对流体作了分子动力学模拟计算， 其中zi，乃是离子电荷，r是离子间距离，Au、BⅡ 和oi{为势函数参数，其值如表1所示。 他们计算离子在液态BcF2，liBeF2和LiF中的运 动以及液体的结构。Sharmal51等用MD方法研究 表1势函数参数值 参数 Na-Na Na-Cr Na-O Cr-Cr Cr-O O-O Bij(1010m-1)5．25 5．25 5．06 5．25 5．06 4．88 oij(1010m-1)1．52 1．271 2．116 1．024 1．631 2．258 度值往往小于实验值，这与势函数的选取有一定 应当注意的是，关于溶液密度的值，文献报 关系[61。对此一般的作法是着眼于结构性质，而接 道的极少且有一定的差别，但在对溶液结构计算 受所得压力较高的结果，但也有作者特意选取一 时，密度值(决定选取元胞的大小)的选取对结 个较小的密度值以便得出较大的元胞边长而使模 果一般影响不大，而压力值对其变化较为敏感。 拟所得压力降低。总之无论如何，MD计算往往要 在体积恒定的模拟计算中，如选取实验密度值， 在