硅酸盐熔体中的超高温 Soret 效应：SiO2 向冷侧迁移
化学物理
2023-07-14 v2
摘要
自 1980 年代以来，地球科学领域对硅酸盐熔体中的 Soret 效应（温度梯度驱动扩散）进行了深入研究。在温度梯度下，SiO2 组分通常富集于硅酸盐熔体的高温区域。本文报道，在约 3000 K 以上的超高温下，温度梯度下 SiO2 在硅酸盐熔体中富集于较冷区域。以 250 kHz 飞秒激光脉冲辐照铝硅酸盐玻璃（63.3SiO2-16.3Al2O3-20.4CaO（mol%））内部进行局部加热。辐照 800 脉冲（3.2 ms 辐照）期间，SiO2 迁移至较冷区域。温度分析表明，向冷区迁移发生于 3060 K 以上。在非平衡分子动力学（NEMD）模拟中，SiO2 在平均温度 4000 K 的温度梯度下迁移至较冷区域；该结果支持实验结论。另一方面，在 NEMD 与实验研究中，SiO2 在约 2400 K 时均呈现向高温区域迁移的趋势。在无温度梯度的 MD 计算中，于约 2000–3400 K 观察到类二级相变。因此，二级相变可能与 SiO2 向冷区迁移有关。然而，其详细机制尚未阐明。
引用
@article{arxiv.2307.04289,
title = {Ultra-high temperature Soret effect in a silicate melt: SiO2 migration to cold side},
author = {Yuma Nishida and Masahiro Shimizu and Tatsuya Okuno and Jun Matsuoka and Yasuhiko Shimotsuma and Kiyotaka Miura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.04289},
year = {2023}
}