Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 14: Gläser I

DY 14.3: Vortrag

Montag, 22. März 1999, 15:00–15:15, R4

Molekulardynamiksimulationen zur Struktur und Dynamik von Natriumsilikatschmelzen — •Jürgen Horbach, Walter Kob und Kurt Binder — Institut für Physik, Johannes–Gutenberg–Universität, 55099 Mainz

Mit Hilfe von Molekulardynamiksimulationen untersuchen wir die statischen und dynamischen Eigenschaften einer Natriumdisilikat(NDS)– und einer Natriumtrisilikat(NTS)schmelze im unterkühlten Zustand. Anhand der statischen Strukturfaktoren und der Paarkorrelationsfunktionen untersuchen wir, wie die ungeordnete tetraedrische Netzwerkstruktur, die in reinem SiO₂ selbst bei relativ hohen Temperaturen (T=3000K) vorliegt, durch das Vorhandensein von Natrium lokal modifiziert wird. Die Dynamik aller Komponenten ist in NDS und NTS sehr viel schneller als in SiO₂. Zudem entkoppelt in den Natriumsystemen die Diffusionskonstante von Natrium, die sowohl in NDS als auch in NTS im gesamten betrachteten Temperaturbereich 4000K ≥ T ≥ 1900K ein Arrheniusverhalten zeigt, mit abnehmender Temperatur immer stärker von denen von Silizium und Sauerstoff. Bei den tiefen Temperaturen ist die Dynamik von Natrium daher die eines Teilchens, das durch die, vom Standpunkt der Zeitskala der Natriumbewegung, eingefrorene Matrix, gebildet aus Silizium und Sauerstoff, hüpft.