二元球形顆粒有序堆積結(jié)構(gòu)的Radical微觀性能表征.pdf

1、本文采用基于分子動(dòng)力學(xué)的離散元(DEM)方法，在3D間歇振動(dòng)、批量加料的條件下，通過使用模版數(shù)值生成了體心立方(BCC)結(jié)構(gòu)的二元有序硬球晶，通過對(duì)已生成的二元{111}取向面心立方({111}-FCC)、密排六方(HCP)、{100}取向面心立方({100}-FCC)、BCC及簡(jiǎn)單立方(SC)有序堆積結(jié)構(gòu)（二元晶體結(jié)構(gòu)根據(jù)大顆粒的有序堆積命名）進(jìn)行Radical空間定量劃分，對(duì)Radical多面體的拓?fù)湫阅芎投攘啃阅苓M(jìn)行系統(tǒng)地表征與分

2、析。其中，拓?fù)湫阅馨ǘ嗝骟w的面數(shù)、邊數(shù)、頂點(diǎn)數(shù)以及每個(gè)面的邊數(shù)，度量性能包括多面體的周長(zhǎng)、面積、體積以及每個(gè)面的周長(zhǎng)、面積，并對(duì)孔隙的相對(duì)尺寸進(jìn)行表征。研究表明:
　　1.小顆粒同時(shí)填充{111}-FCC和HCP有序結(jié)構(gòu)中的正四面體和正八面體兩種孔隙時(shí)得到堆積密度都為0.76的兩種二元有序堆積結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)中Radical多面體主要為七面體、九面體和二十二面體，多面體每個(gè)面主要為三角形、五邊形和六邊形。兩種結(jié)構(gòu)中，Radical

3、多面體的局部堆積結(jié)構(gòu)存在一定的差異。兩種結(jié)構(gòu)中孔隙的相對(duì)尺寸具有相同分布，因此二者堆積密度相同。
　　2.小顆粒只填充{111}-FCC和HCP有序結(jié)構(gòu)中的正八面體孔隙時(shí)得到堆積密度都為0.79的兩種二元有序堆積結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)中Radical多面體主要為六面體和十八面體，多面體每個(gè)面主要為四邊形和六邊形。孔隙的相對(duì)尺寸變小且分布更加均勻，Radical多面體的度量性能分布更具對(duì)應(yīng)性，因此，堆積密度較同時(shí)填充正四面體和正八面體孔隙的

4、二元{111}-FCC和HCP結(jié)構(gòu)有一定幅度的提升。
　　3.小顆粒填充{100}-FCC有序結(jié)構(gòu)中的正八面體孔隙時(shí)得到堆積密度為0.79的二元有序堆積結(jié)構(gòu)。Radical多面體主要為六面體和十八面體，多面體每個(gè)面主要為四邊形和六邊形。通過對(duì)Radical多面體局部堆積結(jié)構(gòu)的表征，表明其與只填充正八面體孔隙的二元{111}-FCC有序結(jié)構(gòu)是完全不同的。
　　4.小顆粒填充BCC有序結(jié)構(gòu)中的四面體孔隙時(shí)得到堆積密度為0.711