从乙炔热解分子动力学模拟获得的初期碳烟的物理、化学和形态演化

研究了从一系列反应分子动力学模拟中获得的初期碳烟颗粒，以了解初期碳烟的物理、化学和形态性质的演化。使用 ReaxFF 势在 1350、1500、1650 和 1800 K 下进行了乙炔热解的反应分子动力学模拟。从不同发展阶段的模拟中提取了总共 3324 个初期碳烟颗粒。计算了每个颗粒的碳和氢原子数、环结构数、质量、C/H 比、回转半径、表面积、体积、原子分形维数和密度等特征。计算出的密度和 C/H 比值与文献报道的实验值吻合良好。根据计算出的特征，颗粒被分为两类：1 型和 2 型颗粒。发现 1 型颗粒表现出显著的形态演化，而 2 型颗粒在不发生显著形态变化的情况下进行化学重组。发现 1 型和 2 型颗粒的体积均与碳原子数良好相关，而表面积仅与 1 型颗粒的碳原子数相关。建立了比较 1 型和 2 型颗粒任意两个特征之间相关水平的相关矩阵。最后，基于计算出的统计数据，提出了初期碳烟各种物理和形态参数之间的一组相关性。