Структурно-фазовые состояния наночастиц CoMoFeNiCu, полученных совместным электрическим взрывом проволочек
К.В. Сулиз1, Н.Ю. Сдобняков2, А.В. Первиков1
1 ИФПМ СО РАН
2 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.861
Оригинальная статья
Аннотация: В данной работе впервые методом совместного электрического взрыва проволочек различных металлов/сплавов получены наночастицы многокомпонентного сплава CoMoFeNiCu, обладающего высокой активностью в реакции разложения аммиака. Показано, что полученные образцы представлены сферическими частицами со средним размером порядка 40 нм. Кристаллическая структура наночастиц содержит ГЦК, ОЦК фазу, а также фазу, соответствующую, интерметаллическому соединению Fe2Mo. Данные энергодисперсионного анализа показывают, что в полученных образцах наблюдается два характера сегрегации меди в объеме частиц: обогащение центральной области частиц и выделение на поверхности с формированием структуры, характерной для Янус-частиц. Полученные данные указывают на необходимость привлечения методов атомистического моделирования к поиску оптимальных количественных составов наночастиц многокомпонентных сплавов, обеспечивающих необходимую структуру и функциональные свойства. Отмечены перспективы применения атомистического моделирования к высокоэнтропийным сплавам.
Ключевые слова: наночастицы, высокоэнтропийные сплавы, электрический взрыв, катализ, порошок
- Сулиз Константин Владимирович – аспирант 4 года обучения, младший научный сотрудник лаборатории нанобиоинженерии, ИФПМ СО РАН
- Сдобняков Николай Юрьевич – к.ф.-м.н., доцент кафедры общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Первиков Александра Васильевич – к.т.н., научный сотрудник лаборатории физикохимии высокодисперсных материалов, ИФПМ СО РАН
Ссылка на статью:
Сулиз, К.В. Структурно-фазовые состояния наночастиц CoMoFeNiCu, полученных совместным электрическим взрывом проволочек / К.В. Сулиз, Н.Ю. Сдобняков, А.В. Первиков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 861-868. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.861.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Zoubi, W.A. Recent experimental and theoretical advances in the design and science of high-entropy alloy nanoparticles / W.A. Zoubi, R.A.K. Putri, M.R. Abukhadra, Y.G. Ko // Nano Energy. – 2023. – V. 110. – Art. № 108362. – 25 р. DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.108362.
2. Xie, P. Highly efficient decomposition of ammonia using high-entropy alloy catalysts / P. Xie, Y. Yao, Z. Huang et al // Nature Communications. – 2019. – V. 10. – Art. № 4011. – 12 р. DOI: 10.1038/s41467-019-11848-9.
3. Yao, Y. High-entropy nanoparticles: Synthesis-structure-property relationships and data-driven discovery/ Y. Yao, Q. Dong, A. Brozena et al. // Science. – 2022. – V. 376. – I. 6589. – Art. № eabn3103. – 11 p. DOI: 10.1126/science.abn3103.
4. Pervikov, A.V. Metal, metal composite, and composited nanoparticles obtained by electrical explosion of wires / A.V. Pervikov // Nanobiotechnology Reports. – 2021. – V. 16. – I. 4. – P. 401-420. DOI: 10.1134/S2635167621040091.
5. Suliz, K.V. Synthesizing multicomponent AlCrFeCuNi nanoparticles by joint electrical explosion of wires/ K.V. Suliz, А.А. Miller, K.V. Ivanov, А.V. Pervikov // Powder Technology. – 2022. – V. 404. – Art. № 117491. – 7 p. DOI: 10.1016/j.powtec.2022.117491.
6. Han, R. Compositionally graded multi-principal-element alloy coating with hybrid amorphousnanocrystalline structure by directional electrical explosion/ R. Han, C. Li, Q. Li et al. // Journal of Alloys and Compounds. – 2023. – V. 933. – Art. № 167780. – 7 р. DOI: 10.1016/j.jallcom.2022.167780.
7. Yin, Z. Microwave-absorbing performance of FeCoNi magnetic nanopowders synthesized by electrical explosion of wires / Z. Yin, J. Wu, L. Liang et al. // Journal of Alloys and Compounds. – 2023. – V. 966. – Art. № 171594. – 9 р. DOI: 10.1016/j.jallcom.2023.171594.
8. Kotov, Yu.A. The electrical explosion of wire: a method for the synthesis of weakly aggregated nanopowders / Yu.A. Kotov // Nanotechnologies in Russia. – 2009. – V. 4. – I. 7-8, – P. 415-424. DOI: 10.1134/S1995078009070039.
9. Miracle, D.B. A critical review of high entropy alloys and related concepts / D.B. Miracle, O.N. Senkov // Acta Materialia. – 2017. – V. 122. – P. 448-511. DOI: 10.1016/j.actamat.2016.08.081.
10. Takeuchi, A. Classification of bulk metallic glasses by atomic size difference, heat of mixing and period of constituent elements and its application to characterization of the main alloying element /A. Takeuchi, A. Inoue. // Materials Transactions. – 2005. – V. 46. – I. 12. – P. 2817-2829. DOI: 10.2320/matertrans.46.2817.
11. Romanova, V.M. Electric explosion of fine wires: three groups of materials / V.M. Romanova, G.V. Ivanenkov, A.R. Mingaleev et al // Plasma Physics Reports. – 2015. – V. 41. – I. 8. – P. 617-636. DOI: 10.1134/S1063780X15080085.
12. Romanova, V.M. Observation of laser radiation scattering effects in explosion products of thin molybdenum wires/ V.M. Romanova, I.N. Tilikin, A.E. Ter-Oganesyan et al. // Plasma Physics Reports. – 2022. – V. 48. – I. 2. – P. 121-130. DOI: 10.1134/S1063780X2202012X.
13. Sarkisov, G.S. Anomalous transparency at 1064 nm of a freely expanding gas cylinder in vacuum during fast electric explosion of thin metal wires/ G. S. Sarkisov // Journal of Applied Physics. – 2022. – V. 131. – I. 10. – Art. № 105904. – 9 р. DOI: 10.1063/5.0082990.
14. Балякин, И.А. Атомистический расчет температуры плавления высокоэнтропийного сплава Кантора CoCrFeMnNi / И.А. Балякин, А.А. Ремпель // Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах. – 2022. – Т. 502. – C. 71-78. DOI: 10.31857/S2686953522010046.