气体在玻璃中渗透的数值模拟

• 作者: 卜忍安 庞妍 樊慧庆 程宏昌 程耀进 胡文波
• 来源期刊: 西安交通大学学报
• 关键词: 玻璃结构 气体渗透 溶解扩散 数值摸拟
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 页码范围: 1-7
• 页数: 7页
• 分类号: TB71
• 语种: 中文
• DOI: 10.7652/xjtuxb202001001

摘要

为深入理解环境气体对超高真空电子器件玻璃壳体材料的渗透机理,采用巨正则蒙特卡罗法和分子动力学法对玻璃中的气体溶解、扩散两种渗透行为进行了数值摸拟研究,基于原子摸拟凝聚相优化分子势力场,计算了两种玻璃结构中氧气、氦气、氢气和水蒸气分子的溶解系数,以及氧气和氢气分子在钠钙玻璃中的扩散、渗透系数和扩散运动轨迹.计算结果表明:与玻璃材料亲和力较大的气体分子溶解系数较高;玻璃中金属离子的存在使玻璃中的孔径变小,从而降低了钠钙玻璃中气体分子的溶解系数;环境温度升高和气体压强增加使气体分子在玻璃中的扩散、渗透系数增加;在扩散过程的大部分时间中,气体分子在某一位置做往复振动,偶尔发生一次跳跃,这导致气体分子逐渐远离初始位置;因为玻璃材料能给体积较小的气体分子提供更多的有效扩散通道,所以 H2比 O2 有较高的扩散系数.研究结果可为超高真空电子器件的真空失效机制探究、玻璃壳体的材料优选和结构优化提供一定的理论依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	胡文波	西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室	32	92	5.0	7.0
2	樊慧庆	西北工业大学材料学院	47	239	10.0	13.0
3	卜忍安	西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室	17	74	4.0	8.0
4	程宏昌	昆明物理研究所微光夜视技术重点实验室	4	0	0.0	0.0
5	程耀进	昆明物理研究所微光夜视技术重点实验室	1	0	0.0	0.0
6	庞妍	西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室	1	0	0.0	0.0