锂铝硅酸盐的反应力场及其在锂霞石相中的应用
材料科学
2012-05-15 v1
摘要
我们利用密度泛函理论(DFT)计算多种体相氧化物、硅酸盐和铝酸盐以及若干代表性团簇的结构性质，参数化了一个用于锂铝硅酸盐的反应力场(ReaxFF)。本研究中优化的力场参数预测所选凝聚相的晶格参数和生成焓，与先前的DFT计算和实验吻合极好。我们利用新开发的力场研究了锂霞石相的热力学稳定性和弹性性质。我们发现：(a) 这些ReaxFF参数预测了锂霞石三种晶型多晶型物α、β和γ的正确稳定性顺序；(b) 在压痕过程中，当施加压力≥7 GPa时出现一个新相。压痕得到的高压相是非晶态的，如针对不同元素对计算的径向分布函数所示。在弹性性质分析方面，我们在ReaxFF水平上确定了α-和β-锂霞石的刚度张量元素，并讨论了这两种多晶型物的弹性各向异性。还报告了这些锂霞石相的多晶平均性质，作为其弹性模量的ReaxFF预测（对于α-锂霞石），或作为对实验或DFT计算已知值的检验（对于β-锂霞石）。这里报告的ReaxFF势也能很好地描述单物种系统（例如，锂金属、铝金属和硅的凝聚相），这使其适用于研究亚氧化物、相变原子尺度机制以及氧化还原反应的结构和性质。
引用
@article{arxiv.1106.3359,
title = {Reactive force field for lithium-aluminum silicates with applications to eucryptite phases},
author = {Badri Narayanan and Adri C. T. van Duin and Branden B. Kappes and Ivar E. Reimanis and Cristian V. Ciobanu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1106.3359},
year = {2012}
}
备注
15 pages