Кристаллическая структура и дисперсный состав наночастиц многокомпонентного (NiFeCoCuZn)xOy оксида, полученных совместным электрическим взрывом проволок
К.В. Сулиз1, В.В. Шмаков1, А.В. Первиков1, Н.Ю. Сдобняков2
1 ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
2 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.203
Оригинальная статья
Аннотация: Данная работа демонстрирует возможности получения порошков на наночастиц многокомпонентного (NiFeCoCuZn)xOy оксида методом совместного электрического взрыва проволок в атмосфере газов Ar + 25 % мол. O2. Показано, что в результате нагрева проволок импульсом тока с плотностью 3,15×107 A/см2 при давлении буферного газа 0,15 МПа формируются наночастицы многокомпонентного оксида со средним размером порядка 54 нм. Распределение частиц по размерам описывается нормально-логарифмическим законом. Частицы имеют сферическую форму. Синтезированный образец содержит две кристаллические структуры, соответствующий каменной соли (Fm3m, a = 4,213 Å) и шпинели (Fd3m, a = 8,389 Å). Результаты исследования показывают, что кристаллическая структура наночастиц (NiFeCoCuZn)xOy может быть оптимизирована как за счет изменения соотношения двух и трехвалентных металлов в продуктах взрыва проволок, так и за счет изменения термодинамических условий формирования наночастиц.
Ключевые слова: высокоэнтропийные оксиды, наночастицы, электрический взрыв проволок, просвечивающая электронная микроскопия, энергодисперсионный анализ, рентгенофазовый анализ
- Сулиз Константин Владимирович – младший научный сотрудник лаборатории нанобиоинженерии, ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
- Шмаков Василий Валерьевич – младший научный сотрудник лаборатории физической мезомеханики и неразрушающих методов контроля, ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
- Первиков Александр Васильевич – к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории физикохимии высокодисперсных материалов, ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
- Сдобняков Николай Юрьевич – д.ф.-м.н., доцент, профессор кафедры общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
Ссылка для цитирования:
Сулиз, К.В. Кристаллическая структура и дисперсный состав наночастиц многокомпонентного (NiFeCoCuZn)xOy оксида, полученных совместным электрическим взрывом проволок / К.В. Сулиз, В.В. Шмаков, А.В. Первиков, Н.Ю. Сдобняков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 203-210. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.203. ⎘
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Xin, Y. High-entropy materials: а new paradigm in the design of advanced batteries / Y. Xin, M. Zhu, H. Zhang et al. // Nano-Micro Letters. – 2026. – V.18. – I. 1. – Art. № 1. – 52 р. DOI: 10.1007/s40820-025-01842-w.
2. Barber, J.P. Disorder by design: unveiling local structure and functional insights in high entropy oxides / J.P. Barber, W.J. Deary, A.N. Titus et al. // Materials Horizons. – 2025. Advance Article. – 25 p. DOI: 10.1039/d5mh01033k.
3. 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.
4. Romanova, V.M. Electric explosion of thin wires (a paradigm shift) / V.M. Romanova, I.N. Tilikin, A.E. Ter-Oganesyan et al. // Plasma Physics Reports. – 2024. – V. 50. – I. 9. – P. 1111-1121. DOI: 10.1134/S1063780X24600750.
5. Suliz, K.V. One-step novel synthesis of multicomponent oxide nanoparticles via joint exploding wires of dissimilar metals/alloys / K.V. Suliz, G.O. Agafonov, V.V. Shmakov et al. // Ceramics International. – 2025. – V. 51. – I. 18(A). – P. 25632-25643. DOI: 10.1016/j.ceramint.2025.03.245.
6. Gu, Y. Engineering the oxygen vacancies of rocksalt-type high-entropy oxides for enhanced electrocatalysis / Y. Gu, A. Bao, X. Wang et al. // Nanoscale. – 2022. – V. 14. – I. 2. – P. 515-524. DOI: 10.1039/D1NR07000B.
7. M´arquez, V. Evaluation of the hydrogenation reaction on the electrocatalytic nitrobenzene degradation over (FeCoNiCuZn)xOy high entropy oxides (HEOs) / V. M´arquez, M. Fereidooni, J. S. Santos et al. // Chemosphere. – 2023. –V. 341. – Art. № 140130. – 12 р. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.140130.
8. Liu, L. Elemental Zn modulation of interfacial structure and in situ construction of (FeCoNiCuZn)O high-entropy oxide/ZnO heterojunction for photocatalytic Rhodamine B dyes / L. Liu, Z. Yang, Z. Xu et al. // Journal of Alloys and Compounds. – 2024. – V. 1008. – Art. № 176504. – 12 р. DOI: 10.1016/j.jallcom.2024.176504.
9. Mohanty, G.C. Fabrication of aqueous asymmetric supercapacitor device by using spinel type (FeCoNiCuZn)3O4 high entropy oxide and green carbon derived from plastic wastes / G. C. Mohanty, S. Das, A. Verma // Ceramics International. – 2024. – V. 50. – I. 23. – Part A. – P. 48938-48947. DOI: 10.1016/j.ceramint.2024.09.152.
10. Kvartskhava, I.F. Oscillographic determination of energy of electric explosion of wires / I.F. Kvartskhava, V.V. Bondarenko, A.A. Pliutto, A.A. Chernov // Journal of Experimental and Theoretical Physics. – 1957. – V. 4. – I. 5. – P. 623-629.
11. Haynes, W.M. CRC handbook of chemistry and physics / W.M. Haynes. – 95th ed. – Boca Raton: CRC Press, 2014. – 2704 p. DOI: 10.1201/b17118.
12. Pu, Y. (Mg,Mn,Fe,Co,Ni)O: A rocksalt high-entropy oxidecontaining divalent Mn and Fe / Y. Pu, D. Moseley, Z. He et al. // Science Advance. – 2023. – V. 9. – № 38. – Art. № eadi8809. – 12 p. DOI: 10.1126/sciadv.adi8809
13. Almishal, S.S.I. Thermodynamics-inspired high-entropy oxide synthesis / S.S.I. Almishal, M. Furst, Y. Tan et al. // Nature Communications. – 2025. – V. 16. – Art. № 8211. – 9 р. DOI: 10.1038/s41467-025-63567-z.