Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году

Изучение размерных зависимостей энтропий плавления и кристаллизации наночастиц меди

Н.Ю. Сдобняков1, А.Д. Веселов1, П.М. Ершов1, Д.Н. Соколов1, В.М. Самсонов1, С.А. Васильев1, В.С. Мясниченко1,2

1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
2 ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова»

DOI: 10.26456/pcascnn/2016.8.345

Оригинальная статья

Аннотация: В данной работе с использованием результатов компьютерного моделирования (методами молекулярной динамики (МД) и Монте-Карло (МК)) по плавлению и кристаллизации наночастиц меди (температуры фазового перехода, теплоты фазового перехода) получены соответствующие размерные зависимости энтропий плавления и кристаллизации. Кроме того, рассмотрены теоретические подходы к оценке размерных зависимостей энтропий плавления и кристаллизации. Установлено, что размерная зависимость энтропии плавления более выражена, чем соответствующая зависимость для энтропии кристаллизации, что подтверждается использованием двух альтернативных методов компьютерного моделирования (МД и МК).

Ключевые слова: размерная зависимость, плавление, кристаллизация, энтропия, наночастицы меди

  • Сдобняков Николай Юрьевич – к.ф.-м.н., доцент кафедры общей физики ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет», заместитель главного редактора сборника, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Веселов Алексей Дмитриевич – студент специализации кафедры общей физики физико-технического факультета, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Ершов Павел Михайлович – студент магистратуры кафедры общей физики физико-технического факультета, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Соколов Денис Николаевич – к.ф.-м.н., инженер кафедры общей физики физико-технического факультета ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет», технический редактор сборника, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • 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»
  • Мясниченко Владимир Сергеевич – н.с., ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет», аспирант ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова»

Ссылка на статью:

Сдобняков, Н.Ю. Изучение размерных зависимостей энтропий плавления и кристаллизации наночастиц меди / Н.Ю. Сдобняков, А.Д. Веселов, П.М. Ершов, Д.Н. Соколов, В.М. Самсонов, С.А. Васильев, В.С. Мясниченко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2016. — Вып. 8. — С. 345-353. DOI: 10.26456/pcascnn/2016.8.345.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Metropolis, N. The Monte Carlo method / N. Metropolis, S. Ulam // Journal of the American Statistical Association. – 1949. – V. 44. – № 247. – P. 335-341.
2. Gupta, R.P. Lattice relaxation at a metal surface / R.P. Gupta // Physical Review B. – 1981. – V. 23. – I. 12. – P. 6265-6270.
3. Соколов, Д.Н. Изучение нанокластеров меди в процессе плавления и кристаллизации / Д.Н. Соколов, Н.Ю. Сдобняков, П.В. Комаров // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов: межвуз. сб. науч. тр. под общей редакцией В.М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. – Тверь: Твер. гос. ун-т. – 2010. – Вып. 2. – С . 129-138.
4. Сдобняков, Н.Ю. О взаимосвязи размерных зависимостей температур плавления и кристаллизации наночастиц металлов / Н.Ю. Сдобняков, С.В. Репчак, В.М. Самсонов, А.Н. Базулев, Д.А. Кульпин, Д.Н. Соколов // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2011. – № 5. – C. 109-112.
5. Сдобняков, Н.Ю. О взаимосвязи между размерными зависимостями температур плавления и кристаллизации для металлических наночастиц / Н.Ю. Сдобняков, Д.Н. Соколов, А.Н. Базулев, В.М. Самсонов, Т.Ю. Зыков, А.С. Антонов //Расплавы. – 2012. – № 5. – C. 88-94.
6. Сдобняков, Н.Ю. Расчет размерных зависимостей теплоты плавления наночастиц металлов / Н.Ю. Сдобняков, П.В. Комаров, А.Ю. Колосов, Н.В. Новожилов, Д.Н. Соколов, Д.А. Кульпин // Конденсированные среды и межфазные границы. – 2013. – Т. 15. – № 3. – С. 337-344.
7. Сдобняков, Н.Ю. Расчет размерных зависимостей теплот плавления и кристаллизации наночастиц металлов Сдобняков Н.Ю., Соколов Д.Н., Мясниченко В.С., Базулев А.Н. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов: межвуз. сб. науч. тр. / под общей редакцией В.М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. – Тверь: Твер. гос. ун-т. – 2014. – Вып. 6. – С. 342-348.
8. Самсонов, В.М. О размерной зависимости теплоты плавления металлических нанокластеров / В.М. Самсонов, Н.Ю. Сдобняков, С.А. Васильев, Д.Н. Соколов // Известия РАН. Серия физическая. – 2016. – Т. 80. – № 5. – С. 547-550.
9. Гафнер, С.Л. Моделирование процессов структурообразования нанокластеров меди в рамках потенциала сильной связи / С.Л. Гафнер, Л.В. Редель, Ю.Я. Гафнер // Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2009. – Т. 135. – Вып. 5. – С. 899-916.
10. Свидетельство № 2011615692 Российская Федерация. Молекулярно-динамическое моделирование и биоинспирированная оптимизация бинарных и тройных металлических наноструктур (КластерЭволюшн): свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ / В.С. Мясниченко; заявитель и правообладатель заявитель и правообладатель Гос. образоват. учреждение Алтайский гос. техн. ун-т. – № 2011613732; заявл. 23.05.2011; зарегистр.. 20.06.2011. – 1 с.
11. Физические величины. Справочник / под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с.
12. Delogu, F. Structural and energetic properties of unsupported Cu nanoparticles from room temperature to the melting point: molecular dynamics simulation / F. Delogu // Physical Review B. – 2005. – V. 72. – I. 20. – P. 205418-1-205418-9.
13. Zhang, Z. Size effect on the freezing temperature of lead particles / Z. Zhang, J.C. Li, Q. Jiang // Journal of Materials Science Letters. – 2000. – V. 19. – I. 21. – P. 1893-1895.
14. Zhang, Z. Modelling for size-dependent and dimension-dependent melting of nanocrystals / Z. Zhang, J.C. Li, Q. Jiang // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2000. – V. 33. – № 20. – P. 2653-2656.
15. Сдобняков, Н.Ю. Зависимость минимального размера наночастиц металлов от температуры при коалесценции / Н.Ю. Сдобняков, Т.Ю. Зыков, Д.А. Кульпин, В.М. Самсонов, А.Н. Базулев, Д.Н. Соколов // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2010. – № 10. – С. 86-89.
16. Turnball, D. Formation of crystal nuclei in liquid metals / D. Turnball // Journal of Applied Physics. – 1950. – V. 21. – I. 10. – P. 1022-1028.
17. Сдобняков, Н.Ю. Размерная зависимость термодинамических характеристик нанокапель / Н.Ю. Сдобняков, В.М. Самсонов, А.Н. Базулев, Д.А. Кульпин // Конденсированные среды и межфазные границы. – 2007. – T. 9. – № 2. – С. 156-160.
18. Сдобняков, Н.Ю. О поверхностном натяжении нанокристаллов различной природы / Н.Ю. Сдобняков, В.М. Самсонов, А.Н. Базулев, Д.А. Кульпин // Конденсированные среды и межфазные границы. – 2007. – Т. 9. – № 3. – С. 250-255.
19. Сдобняков, Н.Ю. О размерной зависимости температуры плавления наночастиц / Н.Ю. Сдобняков, В.М. Самсонов, А.Н. Базулев, Д.А. Кульпин // Известия РАН. Серия физическая. – 2008. – Т. 72. – № 10. – С. 1448-1450.

Содержание |