Компьютерное моделирование локальной структуры и свойств смешения твердого раствора Ca3Al2(SiO4)3-Ca3Cr2(SiO4)3статья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 24 января 2020 г.
Аннотация:Оригинальная методика атомистического компьютерного моделирования твердых растворов замещения, разработанная авторами была применена для изучения свойств смешения и локальной структуры в изоморфной системе гранатов ряда гроссуляр Са3Al2(SiO4)3 - уваровит Са3Cr2(SiO4)3. Параметры межатомных потенциалов для крайних членов ряда были оптимизированы с использованием эксперимента данных о структурных, упругих и термодинамических характеристик этих минералов. Оптимизированная модель потенциалов позволила корректно описать упругие, структурные и термодинамические характеристики гроссуляра и уваровита и также оценить энергетику точечных дефектов их кристаллических структур. Расчеты свойств смешения и локальной структуры для семи различных составов твердого раствора проводились на суперкомпьютере СКИФ «Чебышев» МГУ в сверхячейке 2×2×4 структурного типа граната, содержащей 2560 атомов. Были определены такие свойства смешения, как энтальпия смешения, параметры взаимодействия, избыточный объем смешения, отклонения модулей сжатия от аддитивности, колебательный и конфигурационный вклад в энтропию смешения; это позволило оценить область стабильности твердого раствора гроссуляр-уваровит. Построены гистограммы межатомных расстояний М-O и O-O в сверхячейке и оценены значения параметров релаксации и изменения объемов октаэдров CrO6 и AlO6. Данные моделирования хорошо согласуются с доступной экспериментальной информацией по этой системе и существенно дополняют ее.