金屬液滴廣泛存在於各種先進金屬加工製造過程中，如難混溶合金製備、精密焊接與噴射成形、選區激光熔化或燒蝕加工、等離子金屬霧化製粉等。掌握液滴表麵張力基礎數據及其隨曲率、溫度以及合金濃度變化的物理規律是優化和調控這些重要過程的關鍵所在，有助於我國先進金屬加工製造領域的發展進步。由於實驗直接測量液滴表麵張力較為困難，近年來大量研究工作致力於發展“計算機實驗”測量技術以及精準預測液滴表麵張力的熱力學理論。然而，已有的計算研究多關注模型物質體係的液滴/氣泡體係，很少涉及具有實際應用價值的合金液滴體係;目前最先進的液滴形態熱力學理論僅在剛性液滴模型體係中得到驗證，未能在實際液滴體係中獲得檢驗。

本論文采用分子動力學方法的平衡態液滴模擬技術，以具有實際應用價值的難混溶鋁-鉛合金(軸承合金)液滴體係為研究對象，係統地計算該液滴體係一係列重要熱力學量及其隨液滴尺寸、溫度的高精度變化規律。實現了形態熱力學理論在實際金屬液滴體係的有效性驗證，以及難混溶鋁鉛合金液滴表麵張力的精準預測。並獲得了形態熱力學理論中剛度係數臨界行為的定量認識。

具體的工作包括:

1.針對液-液界麵液滴體係，發展了一套模擬-表征分析-計算一體化研究方法。其中應用了球坐標係及柱坐標係下的Irving-Kirkwood局域壓強張量算法。利用這套方法，粉色视频网站係統計算了不同溫度和半徑的鋁、鉛液滴(柱)的密度、濃度、壓強、應力的徑向分布函數。獲得了液滴(柱)內合金互溶度、內壓等熱力學量隨溫度和半徑的變化關係。液滴內的鋁鉛互溶度低於塊體相圖所預言的互溶度，偏差程度隨著溫度的升高以及液滴(柱)半徑的減小而增大。

2.高精度地計算了不同溫度和半徑液滴與液柱體係的鋁鉛液-液界麵的表麵張力的曲率依賴關係。粉色视频网站發現鋁液滴(柱)的表麵張力隨半徑增大而增大，而鉛液滴(柱)的表麵張力隨著半徑增大而減小。這種變化趨勢起源於鋁、鉛原子的尺寸不匹配以及其在界麵彎曲情況下的堆積方式。同一套參數下，形態熱力學理論能夠同時完美描述液滴和液柱的表麵張力計算結果，高可信度地驗證了其在具有毛細波漲落的金屬液滴體係中的有效性和普適性。通過使用形態熱力學理論擬合計算結果，粉色视频网站進一步提取出先前鮮有報道的彎曲剛度和高斯曲率剛度數值，及其隨溫度的變化關係。液-液界麵彎曲剛度隨著溫度的升高而減小，並發現在溫度達到1300K左右，界麵彎曲剛度由正值變為負值，對應著液滴係統穩定性發生轉變，由低溫的穩定狀態變為高溫的非穩狀態。液-液界麵的高斯曲率剛度在所有溫度下均為負值，並且隨著溫度的升高而增大。彎曲剛度和高斯曲率剛度數值與符號可用經典彈性膜理論來類比解釋，但溫度變化規律尚缺少統計物理理論模型的定量解釋。

3.形態熱力學理論研究所獲取的鋁-鉛液液界麵彎曲剛度和高斯曲率剛度數據，讓粉色视频网站有能力揭示液體表麵張力高階係數的臨界行為。通過對表麵張力、Tolman長度、彎曲剛度和高斯曲率剛度等四個核心表麵張力係數參量的溫度依賴關係分別用不同的冪函數擬合，計算出四個參量臨界行為的定量描述。計算出彎曲剛度和高斯曲率剛度的臨界指數分別為5.98和2.49。此計算結果預言遠離臨界溫度，彎曲剛度的變化速率比高斯曲率剛度快;在臨界點鄰域，隨著表麵張力數值趨零，彎曲剛度和高斯曲率剛度也漸趨為零，區別於Tolman長度臨界點鄰域的發散行為。

4.開發了捕捉液滴瞬態形貌的計算方法。根據瞬態界麵形貌數據，開展了本征界麵的統計分析，計算出液滴表麵局域曲率及其概率分布函數，構建局域界麵形態係綜，從更本質的物理視角闡釋表麵張力隨曲率變化關係的機理。本論文取得的形態熱力學理論在實際液滴體係的驗證，讓精準預測任意溫度、任意形狀液體表麵張力成為可能，再結合針對鋁鉛合金體係的取得的界麵熱力學性質數據，能夠收獲利用液體壓強調節界麵粒子堆積模式以及液滴合金成分的調控思路，並為高品質彌散相難混溶合金的製備工藝的提升提供理論指導，以及促進納米合金相圖熱力學理論的發展。

本論文發展的液滴係統的模擬-計算-分析方法技術，能夠廣泛應用於各種先進加工製造過程所涉及的金屬液滴體係，也可拓展到諸如固液相變形核、液相夾雜物、軟物質液滴等體係的研究中。本論文關於兩個液體表麵剛度係數臨界行為的計算研究豐富了相變與臨界現象理論體係範疇，提出了相關統計物理理論的發展需求。