[发明专利]一种高温下镍渣结构及其分子动力学物化性能的计算方法与应用

权利要求书

1.一种高温下镍渣结构及其分子动力学物化性能的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)计算镍渣中离子单独存在时的能量，然后选择多组离子对，计算每组离子对间随距离变化的总能量，以每组离子对间随距离变化的总能量减去对应离子单独存在时的能量，得到每组离子对间随距离变化的势能；

(2)将步骤(1)中随距离变化的势能分解为库仑势和非库伦势，方法如下：

将每组离子对间随距离变化的势能利用BMH势函数表达为其中E_ij表示离子i和离子j间的势函数，为离子i和离子j之间的库仑势，为离子i和离子j之间的非库仑势，q_i和q_j分别为离子i和离子j带电量，r_ij为离子i和离子j间的距离，ε为介电常数，A_ij是离子i和离子j间的软化参数，反映了泡利不相容效应，β_ij是排斥常量，C_ij为Van der Waals系数，其中库仑势中的各参数均为已知，由Coulombic势函数直接计算，非库仑势包含3个未知参数，无法直接计算，由每组离子对间随距离变化的势能减去库仑势获得；

(3)对步骤(2)得到的非库伦势进行拟合，结合库仑势得到每组离子对间的势函数；

(4)根据步骤(3)得到的势函数，利用分子动力学软件计算，获得高温下镍渣结构以及其分子动力学物化性能，方法如下：

所述步骤(4)中，首先采用Materials Studio 2017版软件Amorphous Cell模块中构建出一个容纳多个各种离子的无定型晶胞，再用Forcite模块的Smart Minimizer方法对体系结构优化，得到低能结构，接着在6000K驰豫30ps以消除初始离子分布不均情况，再用30ps的时间降温到2000K，在2000K驰豫30ps，再用30ps降温至预设的研究温度1423K，最后在1423K驰豫30ps后得到平衡构象信息，驰豫过程采用微正则系综确保体系能量稳定，降温过程中采用正则系综，最后统计体系整个运动过程得到均方位移函数，统计达到稳态的体系的离子间距离得到径向分布函数。

2.根据权利要求1所述高温下镍渣结构及其分子动力学物化性能的计算方法，其特征在于，所述镍渣为NiO-Fe_xO-SiO₂-CaO-MgO系镍渣。