[发明专利]基于透射电镜分析结果的分子动力学模型验证方法

说明书

本发明公开了基于透射电镜分析结果的分子动力学模型验证方法，包括：第一步，建立分子动力学仿真模型；第二步，设置模拟参数；第三步，依据模拟参数采用分子动力学模拟的方法计算并且输出模拟结果；第四步，对输出模拟结果进行处理以获晶体缺陷；第五步，将分子动力学模拟的晶体缺陷与试验获得的透射电镜结果的晶体缺陷进行对比验证。它具有如下优点：基于透射电镜分析结果的分子动力学模型验证方法，可用于分子动力学模拟结果的检验，提升分子动力学仿真模型的准确性，提高分子模拟结果的可信度。

技术领域

本发明涉及分子模拟方法技术领域，尤其涉及基于透射电镜分析结果的分子动力学模型验证方法。

背景技术

分子动力学模拟技术已被广泛应用于材料的表面特性、纳米力学性能、材料相变等问题的研究。分子动力学模拟技术具有纳米尺度下原子级的观察能力，因此成为解决纳米尺度下材料的形变等问题的重要方法，该方法具有可重复性好，节约研究成本的优势。分子动力学模拟技术作为一种仿真技术，其模拟结果的可信度决定着分子动力学模拟技术的前景。目前用于检验分子模拟结果准确度的验证方法尚存在欠缺，这制约着相关研究的进展，因此提供一种切实可行的模拟结果验证方法对分子动力学模拟技术的有效应用具有重要意义。

发明内容

本发明提供了基于透射电镜分析结果的分子动力学模型验证方法，其克服了背景技术中所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：基于透射电镜分析结果的分子动力学模型验证方法，包括：

第一步，建立分子动力学仿真模型；

第二步，设置模拟参数；

第三步，依据模拟参数采用分子动力学模拟的方法计算并且输出模拟结果；

第四步，对输出模拟结果进行处理以获晶体缺陷；

第五步，将分子动力学模拟的晶体缺陷与试验获得的透射电镜结果的晶体缺陷进行对比验证。

一较佳实施例之中：第一步中，采用LAMMPS软件建立仿真模型。

一较佳实施例之中：第一步中，采用纳米压痕测试方法建立球形压头与块状基体的组合模型，该压头与基体都由单晶氧化铝制成；通过LAMMPS软件建立刚性的球形的压头及长方体的基体，基体材料根据实际试验工况，分为三层且依序为牛顿层、恒温层以及边界层，其中牛顿层原子遵循牛顿第二定律，在势函数的作用下进行模拟演化，恒温层原子温度控制在297K，模拟试验的环境温度，边界层原子固定不动，防止在加载过程中基体发生平动。

一较佳实施例之中：第二步中，模拟参数包括模拟维度、边界条件、势函数、系综选择、系统控温方式、模拟温度和时间步。

一较佳实施例之中：第三步中，模拟结果包括：原子编号所对应的原子类型、所带电荷量和原子的三维坐标；第四步中，采用OVITO软件对输出模拟结果中每个原子的三维坐标进行处理以获基体材料的晶体缺陷。

一较佳实施例之中：晶体缺陷为亚表面缺陷。

一较佳实施例之中：第五步中，将处理过后的亚表面缺陷与透射电镜的分析结果的亚表面缺陷进行对比。

一较佳实施例之中：第五步中，如验证不符合则调整模拟参数然后再执行第三步直至验证符合。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：基于透射电镜分析结果的分子动力学模型验证方法，可用于分子动力学模拟结果的检验，提升分子动力学仿真模型的准确性，提高分子模拟结果的可信度。第三步中，模拟结果包括：原子编号所对应的原子类型、所带电荷量和原子的三维坐标；第四步中，采用OVITO软件对输出模拟结果中每个原子的三维坐标进行处理以获基体材料的晶体缺陷，验证可靠，方便，准确度高。晶体缺陷为亚表面缺陷，更便于验证，验证更可靠。

附图说明