熔融 NaF-ZrF4 温度依赖结构的 X 射线与分子动力学研究

利用 X 射线散射测量，考察了 NaF-ZrF$_4$ (53-47 mol%) 熔融体系的局部原子结构及其随温度的演化，并与 515-700 {\deg}C 温度范围内的$ab-initio$和基于神经网络的分子动力学 (NNMD) 模拟进行了比较。机器学习增强的 NNMD 计算在保持较高距离精度的同时提供了更高的效率。观察随温度升高的对分布函数演化，揭示了在选定温度范围内液体结构发生了根本性变化，并伴随着整体相关性的略微下降。NNMD 计算表明三种不同的氟锆酸盐络合物共存：[ZrF$_6$]$^{2-}$、[ZrF$_7$]$^{3-}$和 [ZrF$_8$]$^{4-}$，且在 700{\deg}C 时主导配位态向 6 配位 Zr 离子发生温度依赖性偏移。该研究还强调了不同配位结构的亚稳性，氟锆酸盐络合物在 525 {\deg}C 至 700 {\deg}C 之间频繁发生 6 配位与 7 配位态之间的相互转化。对 Zr-F-Zr 角分布函数的分析揭示了“共边”和“共角”氟锆酸盐络合物的存在，其特定键角和键距与先前研究一致，而次近邻阳离子 - 阳离子相关性则显示出对异类阳离子作为最近邻对的明显偏好，强调了非随机排列。这些发现有助于全面理解熔盐的复杂局部结构，为熔融体系内的温度依赖偏好和相关性提供了见解。