Tên luận án:
Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và động học của các vật liệu SiO2 và MgSiO3 lỏng
Ngành:
Vật lý kỹ thuật (Mã số: 62520401)
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án trình bày những kết quả nghiên cứu mới về đặc trưng cấu trúc và động học của các vật liệu SiO2 và MgSiO3 lỏng. Các kết luận chính bao gồm:
- Cấu trúc mạng của SiO2 lỏng được hình thành từ 5 đơn vị cấu trúc (ĐVPT) và phân chia thành hai pha riêng biệt: pha mật độ thấp và pha mật độ cao. Pha mật độ thấp chủ yếu bao gồm các ĐVPT SiO4 liên kết với nhau thông qua liên kết OSi2. Ngược lại, pha mật độ cao đặc trưng bởi sự hiện diện của các ĐVPT SiO5 và SiO6, liên kết với nhau thông qua liên kết OSi3.
- Nghiên cứu sâu về quá trình tạo đám của các nhóm nguyên tử đặc biệt đã chỉ ra sự tồn tại của hiện tượng cấu trúc không đồng nhất và động học không đồng nhất trong vật liệu SiO2 lỏng.
- Quá trình khuếch tán trong SiO2 lỏng được làm rõ không chỉ là sự chuyển đổi đơn thuần giữa các ĐVPT. Thay vào đó, các chuyển đổi có ích giữa các ĐVPT mới là yếu tố cốt lõi thúc đẩy hiện tượng khuếch tán. Ngoài ra, chuyển động tương quan, liên quan đến sự dịch chuyển đồng thời của một nhóm các nguyên tử, được xác định là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng khuếch tán dị thường và sự thuyên giảm động học trong vật liệu này.
- Về MgSiO3 lỏng, cấu trúc mạng bao gồm các ĐVPT SiOx (với x dao động từ 4 đến 6) và MgOy (với y dao động từ 3 đến 9). Cấu trúc hình học của các ĐVPT SiOx (x=4÷6) được chứng minh là không phụ thuộc vào áp suất. Ở điều kiện áp suất thấp, mạng Si-O bị phân tách thành các mạng con. Khi áp suất tăng, quan sát thấy sự gia tăng về số lượng ôxy cầu và sự giảm về số lượng ôxy không cầu, dẫn đến sự tăng mức độ polymer hóa và mở rộng của mạng Si-O trong toàn bộ không gian. Đáng chú ý, trong suốt quá trình thay đổi áp suất, vật liệu MgSiO3 lỏng luôn biểu hiện sự tồn tại của các vùng giàu Si và vùng giàu Mg, cho thấy hiện tượng tách pha vi mô.