【摘 要】
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天然气水合物是一种新兴的能源。近年来天然气水合物在世界各地的海洋和陆地冻土带均有发现。天然气水合物因其是清洁能源、且储量巨大,目前在世界范围内引起了广泛的研究。虽然天然气水合物已被发现半个世纪,但国内对其基础物性的研究较少,尤其是双晶水合物基础物性的研究,限制了其商业化开采。鉴于此,本论文基于分子动力学模拟方法,探究了在sI、sII和sH型单晶甲烷水合物以及sI型双晶甲烷水合物在外电场作用下失稳分
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天然气水合物是一种新兴的能源。近年来天然气水合物在世界各地的海洋和陆地冻土带均有发现。天然气水合物因其是清洁能源、且储量巨大,目前在世界范围内引起了广泛的研究。虽然天然气水合物已被发现半个世纪,但国内对其基础物性的研究较少,尤其是双晶水合物基础物性的研究,限制了其商业化开采。鉴于此,本论文基于分子动力学模拟方法,探究了在sI、sII和sH型单晶甲烷水合物以及sI型双晶甲烷水合物在外电场作用下失稳分解行为;此外,还探究了sI双晶甲烷水合物在拉伸荷载下的力学行为。主要研究成果如下:（1）sI、sII和sH型甲烷水合物失稳分解所需的外电场强度不一致,顺序为sI＞sII＞sH。sI型甲烷水合物的电致失稳分解的外电场强度对晶向依赖小,但sII型和sH型甲烷水合物的电致失稳分解的外电场强度对晶向有较强依赖性。（2）由于双晶甲烷水合物含有晶界缺陷,含对称晶界甲烷水合物失稳分解所需要的电场强度比单晶小。双晶水合物失稳分解的电场强度与晶界的倾斜角有一定的依赖关系,其中界面密勒指数为（150）的双晶水合物失稳分解的电场强度最大,而晶面密勒指数为（140）的双晶水合物失稳分解的电场强度最小。（3）在垂直晶界拉伸荷载下双晶甲烷水合物的拉伸强度、断裂应变与对称晶界的倾斜角有依赖关系,且小于单晶甲烷水合物的。其中,晶面密勒指数为（150）和（130）的双晶水合物具有最大和最小破坏应变。对称晶界能与晶面倾斜角存在依赖关系。
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