О проблеме фазовой диаграммы для бинарных металлических наночастиц
В.М. Самсонов, С.А. Васильев, А.Г. Бембель, А.Ю. Картошкин
ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2016.8.330
Оригинальная статья
Аннотация: Ставится и обсуждается проблема построения и последующего применения фазовых диаграмм для наночастиц. В связи с этим, выделены три диапазона размеров металлических наночастиц: малые частицы, размером до 1-2 нм, для которых понятия термодинамической фазы и фазовой диаграммы неадекватны, мезоскопические частицы, содержащие от нескольких сотен до нескольких тысяч атомов, и большие наночастицы, размером порядка 100 нм, при рассмотрении которых не требуется учитывать размерную зависимость поверхностной энергии. Обсуждается фазовая диаграмма, полученная с использованием результатом молекулярно-динамических экспериментов на мезоскопических бинарных наночастицах Au-Ag, содержащих 2000 атомов. Установлено, что вид данной фазовой диаграммы существенно отличается от фазовой диаграммы для соответствующих объемных фаз, причем основной причиной этого различия является гистерезис плавления-кристаллизации.
Ключевые слова: фазовая диаграмма, бинарные наночастицы Au-Ag, гистерезис плавления-кристаллизации
- Самсонов Владимир Михайлович – д.ф.-м.н., профессор кафедры общей физики ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет», главный редактор сборника, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Васильев Сергей Александрович – аспирант кафедры общей физики физико-технического факультета, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Бембель Алексей Глебович – к.ф.-м.н., старший научный сотрудник Управления научных исследований, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Картошкин Андрей Юрьевич – студент физико-технического факультета, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
Ссылка на статью:
Самсонов, В.М. О проблеме фазовой диаграммы для бинарных металлических наночастиц / В.М. Самсонов, С.А. Васильев, А.Г. Бембель, А.Ю. Картошкин // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2016. — Вып. 8. — С. 330-336. DOI: 10.26456/pcascnn/2016.8.330.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Диаграммы состояния двойных металлических систем / под ред. Н.П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 1996. – Т. 1. – С. 18.
2. Kaptay, G. Modelling equilibrium grain boundary segregation, grain boundary energy and grain boundary segregation transition by the extended Butler equation / G. Kaptay // Journal of Material Science. – 2016. – V. 51. – I. 4. – P. 1738-1755.
3. Бембель, А.Г. Молекулярно-динамическое моделирование структурных и фазовых превращений в свободных нанокластерах и наночастицах на поверхности твердого тела: дисс. … кан. физ.-мат. наук: 01.04.07: защищена 2.03.2012 / Бембель Алексей Глебович. – Тверь: ТвГУ, 2012. – 173 с.
4. Cleri, F. Tight-binding potentials for transition metals and alloys / F. Cleri, V. Rosato // Physical Review B. – 1993. – V. 48. – I. 1. – P. 22-33.
5. Глинка, Н.Л. Общая Химия / Н.Л. Глинка. – М.: Химия, 1964. – 755 с.
6. Li, X. Dealloying of noble-metal alloy nanoparticles / X. Li, Q. Chen, I. McCue et al. // Nano Letters. – 2014. – V. 14. – I. 5. – P. 2569-2577.
7. Nalawade, P. Green synthesis of gold nanoparticles using glycerol as a reducing agent / P. Nalawade, T. Mukherjee, S. Kapoor // Advances in Nanoparticles. – 2013. – V. 2. – № 2. – P. 78-86.
8. Мясниченко, В.С. Моделирование термодинамических и структурных характеристик наносплавов золото-медь со структурой типа «ядро-оболочка» / В.С. Мясниченко, А.Ю. Колосов, Д.Н. Соколов, Н.Ю. Сдобняков // VIII Международная научно-техническая конференция «Микро- и нанотехнологии в электронике», Нальчик, 30 мая − 4 июня 2016: материалы конференции. – Нальчик: Кабардино-Балкарский государственный университет, 2016. – С. 398-402.
9. Samsonov, V.M Molecular dynamics simulation of melting and freezing of gold nanoclusters / V.M. Samsonov, A.G. Bembel, S.A. Vasilyev // NAP-2013: Proceedings of the International Conference Nanomaterials: Applications and Properties, Crimea, September 16, 2013 – September 21, 2013. – V. 2. – № 2. – P. 02PCN11-1 - 02PCN11-3.
10. Самсонов, В.М. Сравнительное молекулярно-динамическое исследование плавления и кристаллизации нанокластеров никеля и золота / В.М. Самсонов, А.Г. Бембель, О.В. Шакуло, С.А. Васильев // Кристаллография. – 2014. – Т. 59. – № 4. – С. 641-647.
11. Самсонов, В.М. Гистерезис плавления и кристаллизации нанокластеров: термодинамика и компьютерный эксперимент / В.М. Самсонов, А.Г. Бембель // Ядерная физика и инжиниринг. – 2013. – Т. 4. – № 6. – С. 578-589.
12. Thomson, W. The equilibrium of vapor at a curved surface of liquid / W. Thomson // Philosophical Magazine. – 1871. – V. 42. – I. 282. – P. 448-452.
13. Самсонов, В.М. Молекулярно-динамическое исследование плавления и кристаллизации наночастиц / В.М. Самсонов, С.С. Харечкин, С.Л. Гафнер, Л.В. Редель, Ю.Я. Гафнер // Кристаллография. – 2009. – Т. 54. – № 3. – С. 530-536.
14. Самсонов, В.М. Комплексный подход к компьютерному моделированию плавления и кристаллизации нанокластеров золота / В.М. Самсонов, Н.Ю. Сдобняков, А.Г. Бембель, Д.Н. Соколов, П.В. Комаров, C.А. Васильев, О.В. Шакуло // Вестник
национального исследовательского ядерного университета «МИФИ». – 2013. – Т. 2. – № 4. – С. 448-451.
15. Сдобняков, Н.Ю. Исследование термодинамических характеристик нанокластеров золота с использованием многочастичного потенциала Гупта / Н.Ю. Сдобняков, П.В. Комаров, Д.Н. Соколов, В.М. Самсонов // Физика металлов и металловедение. – 2011. – Т. 111. – № 1. – С. 15-22.
16. Самсонов, В.М. О причинах гистерезиса плавления и кристаллизации наночастиц / В.М. Самсонов, C.А. Васильев, И.В. Талызин, Ю.А. Рыжков // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2016. – Т. 103. – Вып. 2. – С. 100-105.
17. Самсонов, В.М. О влиянии скоростей нагрева и охлаждения на плавление и кристаллизацию металлических нанокластеров / В.М. Самсонов, И.В. Талызин, М.В. Самсонов // Журнал технической физики. – 2016. – Т. 86. – Вып. 6. – С. 149-152.