剪切液体中结晶动力学的经典成核理论
统计力学
2019-06-12 v1 计算物理
摘要
尽管统计力学为理解平衡相行为提供了全面的框架，但预测相变的动力学仍是一项挑战。经典成核理论（CNT）提供了一个热力学框架，通过产生临界核所需的成核功，将成核速率与压力差和界面张力等热力学量联系起来。然而，这种方法能否推广到受机械应力和流动作用的驱动熔体的结晶，目前仍不清楚。在此，我们通过硬球体系的数值模拟证明，简单剪切对结晶速率的影响可在 CNT 框架内通过一项与液滴体积成正比的附加弹性功加以合理化。我们提取了固体液滴内部的局部应力与应变，由此得到与尺寸相关的剪切模量值，约为体相值的一半。最后，我们表明，为给出完整描述，还必须考虑受应变液滴与剪切液体之间界面功的变化。基于标度分析，我们预期这一额外贡献在小的核的形成功中占主导，但对于由数百个粒子组成的液滴，相较于弹性功则可忽略不计。
引用
@article{arxiv.1904.00941,
title = {Classical Nucleation Theory for the Crystallization Kinetics in Sheared Liquids},
author = {David Richard and Thomas Speck},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.00941},
year = {2019}
}