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Previous issue date: 2008-03-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, using the Green-Kubo method combined with Molecular Dynamic (DM), we
calculate the thermal conductivity of a solid Argon "free of defects"and with point defect present, for temperatures varying from 10 up to 60 K at density 22,3 ml/mol. The obtained results are in good agreement with the available theoretical and experimental results in the limites of low and high temperatures, but with some discrepances in about 15 % for intermediate values of temperatures. The purpose to include point defects with the objective of correction of the simulational results to compare with experimental measuremments for intermediate temperatues had not the expected e?ect. However, we believe that it should be due to the fact that the density used in the simulation for the point defect is high based on the experimental estimates of point defect density in this system. Our results suggest that the Green-Kubo method combined with Molecular Dynamics is a powerful tool to calculate the thermal conductivity of solids at high temperatures. With the construction of accurate and reliable interatomic potentials to describe more complex materials, such as high temperature ceramic and minerals at extreme condiction of pressure and temperature, this method could soon become very useful to calculate thermal conductivity in materials where the access to experimental data is hard. / Neste trabalho, usando o método de Green-Kubo combinado com a Dinâmica Molecular (DM),
calculamos a condutividade têrmica do Argônio sólido livre de defeitos ;e com defeitos pontuais
presentes, para um intervalo de temperatura variando de 10 a 60 K e uma densidade de 22,3 ml/mol. Os resultados obtidos estão em pleno acordo com os resultados teóricos e experimentais disponíveis nos limites de baixa e alta temperatura, mas com alguma discrepância em torno de 15 % para valores intermediários de temperatura. A proposta para incluir defeitos pontuais com o objetivo de correção dos resultados da simulação para comparar com as medidas experimentais para temperaturas intermediárias não surtiu o efeito esperado, no entanto, acreditamos que isto se deve ao fato da densidade de defeitos ser alta baseado em estimativas da densidade de defeitos neste sistema. Nossos resultados sugerem que o método de Green-Kubo combinado com DM é uma ferramenta poderosa para se calcular a condutividade
térmica de sólidos a altas temperaturas. Com a construção de potenciais interatômicos mais precisos e con fiáveis para descrever materiais mais complexos, como é o caso de cerâmicas a altas temperaturas e minerais em condições extrema de pressão e temperatura, esse método poderá em breve ser muito útil para calcular a condutividade térmica em materiais onde o acesso a dados experimentais é mais difícil.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tde/2865 |
| Date | 14 March 2008 |
| Creators | Trindade, Ranyere Deyler |
| Contributors | Silva, Ladir Cândido da |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós Graduação em Física (PPGFIS/RG), UFG, Brasil, Instituto de Física (IF) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1102159680310750095, 600, 600, 600, 600, 306626487509624506, -8327146296503745929, 2075167498588264571, [1] J. Dong, O. F Sankey e C. W. Myles, Phys. Rev. Lett 86, 2361 (2001). [2] P. K. Schelling e S.R Phillpot, J. Am. Ceram. Soc. 84, 2997 (2001). [3] J. P. Hansen e J. R. MacDonald, Theory of Simple Liquids (Academic, Press London, 1970). [4] M. P. Allen e D. J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids (Clarendon, Oxford, 1987). [5] R. Kubo, M. Yokota, e S. Nakajima, J. Phys. Soc. Jpn. 12, 1203 (1957). [6] Green, M. S, J. Chem. Phys. 22, 398 (1954). [7] D. A. McQuarrie , Statistical Mechanics (Harper & Row, New York, 1967). [8] D. C. Rapaport, The Art of Molecular Dynamics Simulation (Cambridge Universitiy Press, 1995). [9] D. Frenkel e B. Smith, Understanding Molecular Simulation (London, Ed. Academic Press, 1996). [10] S. Volz, J-B. Saulnier, M. Lllemand, B. Perrin, Ph. Depondt e M. Mareschal, Phys. Rev.B 54, 340 (1996). [11] H. Kaburaki, Ju Li e S. Yip, Mater. Res. Soc. Symp. Proc 538, 503 (1999). [12] K. V. Tretiakov, S. Scandolo, J. Chem. Phys. 8, 120 (2004). [13] C. Kittel, Introduction to Solid State Physics (John Wiley, 1995) [14] N. W. Ashcroft e N. D. Mermin,Solid State Physics (Saunders College, Philadelphia, (1976). [15] F. Clayton e D. N. Batchelder, J. Phys. C 6, 1213 (1973). [16] I. N. Krupskii e V. G. Manzhelii, Sov. Phys. JETP 28, 1097 (1969). [17] D. K. Christensen e G. L. Pollack, Phys. Rev. B 12, 3380 (1975). [18] Brown, Robert, Phil. Mag. 4, 161-173 (1828). [19] Einstein, A., Annalen der Physik 17, 549-560 (1905). [20] Langevin, P., C. R. Acad. Soc. 146, 530 (1908). [21] V. Jaksic, C. A. Pillet , Lett. Math. Phys. 41, 49-57(9) (1997). [22] Lennard-Jones, J.E. Cohesion., Proceedings of the Physical Society 43, 461-482 (1931). [23] G. D. Birkhoff, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 17, 656-660 (1931). [24] J Ltzen , Joseph Liouville 1809-1882: Master of pure and Applied Mathematics (New York - Berlin, 1990). [25] L. Verlet, Phys. Rev. 159, 98 (1967). [26] D. M. Heyes, The liquid state application of Molecular Simulation (Wiley, Chichester, 1998). [27] R. Vogelsang, C. Hoheisel, and G. Ciccotti, J. Chem. Phys. 86, 6371, (1987). [28] B. L. Holian, J. Chem. Phys. 117, 1173, (2002). [29] A. J. C. Ladd, B. Moran, and W. G. Hoover, Phys. Rev. B 34, 5058, (1986). [30] Ph. Jund and R. Jullien, Phys. Rev. B 59, 13707, (1999). [31] R. E. Cohen, Physics Meets Mineralogy, edited by H. Aoki, Y. Syono, and R. J. Hemley Cambridge University Press, Cambridge, p. 95.(2000). |
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