氮化铝真空热分解反应机理研究  

Simulation and Calculation of Thermal Decomposition of AlN in Vacuum

作　　者：王家驹[1,2,3] 卢勇[1,2,3] 陈秀敏[1,2,3] 李高峰[1,2,3] 董朝望 郁青春[1,2,3] 刘大春[1,2,3] 杨斌[1,2,3] 徐宝强[1,2,3] 

机构地区：[1]昆明理工大学真空冶金国家工程实验室,昆明650093 [2]云南省有色金属真空冶金重点实验室,昆明650093 [3]云南省复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,昆明650093

出　　处：《真空科学与技术学报》2016年第8期929-934,共6页Chinese Journal of Vacuum Science and Technology

基　　金：国家自然科学基金青年基金(51104078);国家自然科学基金地区基金(51264023);NSFC-云南联合基金(U1202271);教育部创新团队项目(IRT1250)

摘　　要：为了研究氮化铝真空热分解反应机理,对该反应进行真空条件下热力学计算,结果表明反应在1960~2360 K,60Pa的条件下可以进行。利用基于密度泛函框架下的第一性原理平面波赝势法,对氮化铝真空热分解反应在1960~2360 K,60Pa的条件下分别进行了5 ps动力学模拟,并对模拟得到的Al N（1010）的结构、分波态密度和差分电荷密度进行计算和分析。模拟结果表明,部分Al-N键发生断裂,表面第一、二层间的Al-N键先发生断裂,然后是表层中的Al-N键断裂,有单质Al和Al-Al键的生成。The thermal decomposition of Al N in vacuum was mathematically modeled,theoretically analyzed in thermodynamics and in plane-wave pseudo-potential approach based on density function theory,and numerically simulated with software HSC chemistry 6. 0. The influence of the decomposition temperature on the structure,partial density of states and differential charge density of Al N（ 1010） was investigated by the first principle calculation. The analyzed results indicate that the high temperature and low pressure increase the decomposition rate. For example,Al N decomposes at a pressure 60 Pa in 1960 ~ 2360 K range. The 5 ps dynamic simulation was performed under such decomposition conditions. The simulated results show that after a fraction of the Al-N bonds between the 1stand2 ndlayers break,some Al-N bonds in the 1stlayer start to break,resulting in the weakening of Al-N bonds,formation of Al-Al bonds and release of Al atoms.

关 键 词：ALN AL 真空热分解 热力学 动力学模拟 

分 类 号：TF821[冶金工程—有色金属冶金]