[发明专利]一种纳米颗粒聚集生长模拟过程特征数据的分析统计方法

权利要求书

1.一种基于分子动力学模拟结果数据获得纳米颗粒取向生长方式的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)针对研究对象材料，构建纳米颗粒单体模型；

(2)输出单体模型的结构信息，并对模型的不同晶面进行标记；

(3)复制N个(N为大于1的正整数)纳米单颗粒随机置于模拟盒子中，设置模拟参数，采用分子动力学方法模拟纳米颗粒的聚集生长过程；

(4)输出步骤(3)分子动力学模拟结果；

(5)根据研究对象材料的晶体结构及晶格常数，计算截断距离r_cutoff；

(6)由步骤(5)计算所得截断距离r_cutoff遍历步骤(4)输出的分子动力学模拟结果，提取模拟后聚集纳米颗粒的特征数据信息；

(7)对于步骤(6)提取的聚集纳米颗粒数据信息，通过“三点确定一面”原则，获取聚集纳米颗粒的取向生长方式；

(8)统计分析步骤(7)所得聚集纳米颗粒取向生长方式的结果，得出研究对象材料以OA机制生长时的主要取向生长方式。

2.根据权利要求1所述的分析统计方法，其中，步骤(1)所述纳米颗粒单体模型是七大晶系中的任意晶系。

3.根据权利要求1所述的分析统计方法，其中，步骤(2)中对单体模型不同晶面的标记方法是，根据原子坐标或可视化软件，在结构输出文件中，将属于同种晶面的原子type类型用同一数字或字母标记，不同晶面的原子type类型不同，颗粒非表面原子自成一类，单独标记。

4.根据权利要求1所述的分析统计方法，其中，步骤(3)中N个纳米颗粒随机放置的方法是，定义模拟盒子大小A×B×C，将模拟盒子划分成边长为a×b×c M个(且M≥N)，从M个网格中随机抽取N个，将单体颗粒分别放置于抽取的N个网格中。

5.根据权利要求1所述的分析统计方法，其中，步骤(5)中r_cutoff的计算方法为：r_cutoff＝C_o·R，其中C₀为常数，取值范围为1.0～1.3，R为对象材料完美晶胞中任意两原子间的最小距离。

6.根据权利要求1所述的分析统计方法，其中，步骤(6)中由步骤(5)计算所得截断距离r_cutoff遍历步骤(4)输出的分子动力学模拟结果，遍历方法为：计算每两个颗粒所含原子是否存在至少一对原子间距离小于r_cutoff，如果存在，则判定这两个颗粒聚集，输出其特征数据信息。

7.根据权利要求6所述的分析统计方法，其中，特征数据信息包括但不限于聚集颗粒的ID号，原子间距离小于r_cutoff的原子id号、type类型以及坐标信息。

8.根据权利要求1所述的分析统计方法，其中，以上数据处理所采用程序编译语言包括C++、Python、Java。

9.根据权利要求1所述的分析统计方法，其中，步骤(7)中根据“三点确定一面”原则对步骤(6)所得特征数据信息进行程序分析，“三点确定一面”原则为：聚集的两纳米颗粒若存在至少三对分属于不同单体(不同ID号)、但在同一晶面(相同type类型)的原子，若其间距均满足小于r_cutoff的条件，则判定这些原子对所在的晶面发生了结合，并输出此种取向生长方式。