固体材料导热系数的分子动力学模拟

doi:10.7523/j.issn.2095-6134.2012.5.004

中国科学院大学学报 ›› 2012, Vol. 29 ›› Issue (5): 599-604.DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2012.5.004

固体材料导热系数的分子动力学模拟

王增辉, 赵凯璇, 倪明玖

中国科学院研究生院物理科学学院, 北京 100049

收稿日期:2011-05-27 修回日期:2011-06-24 发布日期:2012-09-15
通讯作者: 王增辉
基金资助:
国家科技部973项目(2009GB104001),国家自然科学基金面上项目(51176201)资助

Molecular dynamic simulation study on thermal transport coefficients of solid materials

WANG Zeng-Hui, ZHAO Kai-Xuan, NI Ming-Jiu

College of Physical Sciences, Graduate University, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2011-05-27 Revised:2011-06-24 Published:2012-09-15

摘要/Abstract

摘要： 采用分子动力学方法对金属和非金属材料薄膜的导热系数进行数值模拟. 非金属材料氩的粒子间相互作用势采用12/6 L-J势能模型,金属材料钨使用MEAM势能模型. 模拟结果表明,非金属材料氩的导热系数与已有实验结果符合较好,但金属材料钨的导热系数结果较实验结果小1~2个数量级. 研究结果表明,引入自由电子导热模型能较准确预测金属材料钨的导热系数变化规律.

关键词: 导热系数, 分子动力学, 尺寸效应, 温度依赖性

Abstract: NEMD and EMD simulations were performed to calculate thermal conductivities of solid materials. We used 12/6 L-J potential model for nonmetallic material argon and MEAM potential model for metal materials tungsten. Simulation results show that the thermal conductivities of nonmetal material argon are in good agreement with experimental results but the thermal conductivities of tungsten are 1-2 orders smaller than experimental results. Incorporation of free electron effect can lead to accurate thermal conductivity of tungsten.

Key words: thermal conductivity, molecular dynamics(MD), size effect, temperature dependence

中图分类号:

TK121

王增辉, 赵凯璇, 倪明玖. 固体材料导热系数的分子动力学模拟[J]. 中国科学院大学学报, 2012, 29(5): 599-604.

WANG Zeng-Hui, ZHAO Kai-Xuan, NI Ming-Jiu. Molecular dynamic simulation study on thermal transport coefficients of solid materials[J]. , 2012, 29(5): 599-604.

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Molecular dynamic simulation study on thermal transport coefficients of solid materials

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