Кристаллическая структура и дисперсный состав наночастиц многокомпонентных NiFeCoCrCuAlMo, NiFeCoCrCuAlMoW сплавов, полученных совместным электрическим взрывом проволок
К.В. Сулиз, А.В. Первиков
ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.211
Оригинальная статья
Аннотация: Совместным электрическим взрывом проволок различных металлов/сплавов в атмосфере аргона синтезированы наночастицы многокомпонентных сплавов NiFeCoCrCuAlMo, NiFeCoCrCuAlMoW.
Методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа определены структурные характеристики наночастиц. Показано, что средний размер частиц составляет порядка 50 нм (при отношении величины введенной в проволоки энергии E к суммарной энергии сублимации проволок ΣEc порядка 1,6), а кристаллическая структура представлена ОЦК- и ГЦК-фазами твердых растворов замещения и ОЦК-фазой, советующей твердому раствору замещения на основе тугоплавкого металла. Сделано предположение о том, что более высокая однородность элементного и фазового состава наночастиц многокомпонентных NiFeCoCrCuAlMo, NiFeCoCrCuAlMoW сплавов может быть достигнута за счет изменения энергетических параметров совместного электрического взрыва проволок. Таким образом, результаты исследований указывают на необходимость оптимизации параметров синтеза с целью получения наночастиц с заданным элементным составом и кристаллической структурой.
Ключевые слова: высокоэнтропийные сплавы, 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
- Первиков Александр Васильевич – к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории физикохимии высокодисперсных материалов, ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
Ссылка для цитирования:
Сулиз, К.В. Кристаллическая структура и дисперсный состав наночастиц многокомпонентных NiFeCoCrCuAlMo, NiFeCoCrCuAlMoW сплавов, полученных совместным электрическим взрывом проволок / К.В. Сулиз, А.В. Первиков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 211-220. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.211. ⎘
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Zoubi, W.A. Multi-principal element nanoparticles: Synthesis strategies and machine learning prediction / W.A. Zoubi, Y. Sheng, I. Hussain et al. // Coordination Chemistry Reviews. – 2025. – V. 535. – Art. № 216656. – 22 p. DOI: 10.1016/j.ccr.2025.216656.
2. Yang, L. Synthesis strategies for high entropy nanoparticles / L. Yang, R. He, J. Chai et al. // Advanced Materials. – 2025. – V.37. – I. 1. – Art. № 2412337. – 53 p. DOI: 10.1002/adma.202412337.
3. Zhang, B. Synthesis strategies and multi‑field applications of nanoscale high‑entropy alloys / B. Zhang, Q. Mu, Y. Pei et al. // Nano-Micro Letters. – 2025. – V.17. – I. 1. – Art. № 283. – 38 p. DOI: /10.1007/s40820-025-01779-0.
4. Chen, Y. Multi-metallic nanoparticles: synthesis and their catalytic applications / Y. Chen, A. Zohaib, H. Sunand, S. Sun. // Chemical Communications. – 2025. – V. 61. – I. 65. – P. 12097-12114. DOI: 10.1039/d5cc01468a.
5. Li, A. Synthesis of high-entropy alloys for electrocatalysis / A. Li, N. Qureshi, V. Maheshwari // Nanoscale. – 2025. – V. 17. – I. 35. – P. 20020-20043. DOI: 10.1039/d5nr02183a.
6. Adhikari, J. A review on high entropy alloys as metallic biomaterials: fabrication, properties, applications, challenges, and future prospects / J. Adhikari, P. Saha, P. Mandal et al. // Biomedical Materials & Devices. – 2025. – 30 p. DOI: 10.1007/s44174-025-00314-4
7. Hojjati-Najafabadi, A. Tailoring high-entropy alloys for cutting-edge hydrogen evolution electrocatalysis / A. Hojjati-Najafabadi, R. Behmadi, Y. He, H. Kamyab // Sustainable Materials and Technologies. – 2025. – V. 46. – Art. № e01655. – 18 p. DOI: 10.1016/j.susmat.2025.e01655.
8. Yadav Y.K. Al–Cu–Fe–Ni–Ti high entropy alloy nanoparticles as new catalyst for hydrogen sorption in MgH2 / Y. K. Yadav, M. A. Shaz, T. P. Yadav // International Journal of Hydrogen Energy. – 2025. – V. 137. – P. 1137-1147. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.08.095.
9. 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.
10. 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.
11. 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
12. Han, R. Compositionally graded multi-principal-element alloy coating with hybrid amorphous-nanocrystalline 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
13. Li, T. Enhanced tungsten wire energy deposition during copper–tungsten intertwined electrical explosion in atmospheric air / T. Li, H. Shi, T. Wang et al. // Applied Physics Letters. – 2024. – V. 125. – I. 20. – Art. № 204105. – 6 p. DOI: 10.1063/5.0236288.
14. 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.
15. 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.
16. Tkachenko, S.I. Distribution of matter in the current-carrying plasma and dense core of the discharge channel formed upon electrical wire explosion / S.I. Tkachenko, A.R. Mingaleev, V.M. Romanova et al. // Plasma Physics Reports. – 2009. – V. 35. – I. 9. – P. 734-753. DOI: 10.1134/S1063780X09090037
17. Lv, F. The early stage of the thermal pulse explosions of aluminum nanowires under different energy deposition levels / F. Lv, P. Liu, H. Qi et al. // Computational Materials Science. – 2019. – V. 170. – Art. № 109142. – 8 р. DOI: 10.1016/j.commatsci.2019.109142.
18. Eom, N. General trends in core–shell preferences for bimetallic nanoparticles / N. Eom, M.E. Messing, J. Johansson, K. Deppert // ACS Nano. – 2021. – V. 5. – I. 5. – P. 8883-8895. DOI: 10.1021/acsnano.1c01500.