New interaction potentials for alkaline earth silicate and borate glasses
New interaction potentials for alkaline earth silicate and borate glasses
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碱土硅酸盐和硼酸盐玻璃的新相互作用势
DOI：
10.1016/j.jnoncrysol.2021.120853
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发表时间：
2021
影响因子：
3.5
通讯作者：
Huang, Liping
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shih, Yueh-Ting;Sundararaman, Siddharth;Ispas, Simona;Huang, Liping
开发了新的相互作用势用于分子动力学模拟，以研究Mg和Ca在改变碱土金属硅酸盐和硼酸盐的结构和性质中的作用。二氧化硅网络的解聚和氧原子与改性剂之间形成新键之间的竞争导致碱土硅酸盐玻璃中弹性模量随着改性剂含量的增加而增强。与硅酸钙相比，硅酸镁的更高弹性模量是由于引入了四重配位镁以及氧原子和改性剂之间更刚性的连接而导致的整个玻璃网络的更高连接性。与硅酸盐相比，改性剂对碱土金属硼酸盐弹性模量的影响主要由四配位硼（N4）的形成所决定。具有较高N4的硼酸钙显示出更刚性的网络结构和更高的弹性模量。
New interaction potentials were developed for molecular dynamics simulations to study the role of Mg and Ca in modifying the structure and properties of alkaline earth silicates and borates. Competition between the depolymerization of the silica network and the formation of new bonds between oxygen atoms and modifiers leads to the enhancement of the elastic moduli with increasing modifier content in alkaline earth silicate glasses. Compared with calcium silicate, the higher elastic moduli of magnesium silicate result from a higher connectivity of the overall glass network due to the incorporation of fourfold coordinated magnesium and a more rigid connection between oxygen atoms and modifiers. In contrast to the silicates, the effect of modifier on the elastic moduli of alkaline earth borates is dominated by the formation of fourfold coordinated boron (N4). Calcium borate with higherN4shows a more rigid network structure and higher elastic moduli.
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