熔化介紹：

熔化是指由固態(tài)到液態(tài)的相轉(zhuǎn)變，即晶體從固態(tài)的長程有序轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的長程無序結(jié)構(gòu)的過程，也是材料科學(xué)研究中的一個重要相變過程。人們對固體熔化展開了大量深入研究，提出了不同的熔化模型，對熔化的認識也不斷提高。

研究熔化的主要方法包括實驗方法和理論方法。

熔化溫度計算方法：

理論方法主要是采用一些方法計算或模擬熔化過程，從而提出熔化模型，這些計算方法包括分子動力學(xué)、蒙特卡洛、晶格動力學(xué)、密度函數(shù)理論、準諧近似模型及第一性原理等方法。

球殼方法-----計算熔化溫度的思路：

提出過程：

1. 在構(gòu)建好的體系中挖去一部分原子，人為的制造一些缺陷，因為完美晶體會使計算熔點的誤差增大；

2. 最原始的文獻提出在等溫等壓系綜（NPT）中模擬，接著又有人對這種方法提出了改進，即在等壓等焓系綜中模擬，這種方法基于兩相共存理論，具有明確的物理意義。

具體步驟：

1. 在等溫等壓系綜（NVT）中，構(gòu)建一個坐標原點為（0，0，0）、半徑為12的球體，先將整個體系在室溫（300 K）下進行一段時間的弛豫（10 ps），時間步長取1 fs;

2. 接著制造一部分缺陷，即挖掉一部分原子，整個體系包含28435 個原子，最后將整個體系在升溫熔化，直至3000 K;

3. 最后在NVT系綜下統(tǒng)計熱力學(xué)量。由下圖分析可知，其中（a）-（d）通過可視化程序來觀察整個體系在300 K-3000 K的溫度下演化的過程，很明顯的觀察到在3000 K下已經(jīng)發(fā)生了熔化；從圖（e）中可以看出來熔點大約在1369 K左右，圖（f）可以反映出在3000 K下體系已經(jīng)處于液態(tài)了，MSD隨時間步長呈線性關(guān)系。

Cu 的晶胞示意圖

（a）

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

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