Взаимодействие атомов на межфазной границе Al-TiC
- Авторы: Решетняк В.В.1,2,3, Аборкин А.В.3, Филиппов А.В.1,2
-
Учреждения:
- ГНЦ РФ Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований
- Объединенный институт высоких температур Российской академии наук
- Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н. Г. Столетовых
- Выпуск: Том 164, № 6 (2023)
- Страницы: 996-1007
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-4510/article/view/247364
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044451023120131
- EDN: https://elibrary.ru/MXVJUP
- ID: 247364
Цитировать
Аннотация
В рамках теории функционала плотности выполнено исследование взаимодействия наночастицы карбида титана с подложками алюминия (100), (110) и (111). Определены энергии взаимодействия наночастицы с подложкой, проведен анализ распределения электронной плотности и функции локализации электронов между атомами алюминия, титана и углерода. Установлено, что атомы верхних слоев подложек алюминия (100) и (110) в результате взаимодействия с наночастицей существенно смещаются относительно своих исходных позиций, в то время как для подложки (111) характерно незначительное смещение атомов. Взаимодействие между атомами алюминия и углерода на межфазной границе Al-TiC обусловлено образованием ковалентных химических связей Al-C. Образующие карбидные связи атомы алюминия не формируют химических связей с атомами титана. Атомы алюминия, расположенные по соседству с атомами титана и не участвующие в формировании карбидных связей, образуют связи Al-Ti металлического типа.
Об авторах
В. В. Решетняк
ГНЦ РФ Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований;Объединенный институт высоких температур Российской академии наук;Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н. Г. Столетовых
Email: viktor.reshetnyak84@gmail.com
108840, Troitsk, Moscow, Russia; 125412, Moscow, Russia; 600000, Vladimir, Russia
А. В. Аборкин
Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н. Г. Столетовых
Email: viktor.reshetnyak84@gmail.com
600000, Vladimir, Russia
А. В. Филиппов
ГНЦ РФ Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований;Объединенный институт высоких температур Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: viktor.reshetnyak84@gmail.com
108840, Troitsk, Moscow, Russia; 125412, Moscow, Russia
Список литературы
- I.A. Evdokimov, T.A. Chernyshova, G.I. Pivovarov, P.A. Bykov, L.A. Ivanov, and V.E. Vaganov, Inorg. Mater. Appl. Res. 5, 255 (2014).
- R. Casati and M. Vedani, Metals 4, 65 (2014).
- A.V. Aborkin, D.V. Bokaryov, S.A. Pankratov, and A.I. Elkin, Ceramics 6, 231 (2023).
- A.V. Aborkin, A.I. Elkin, V.V. Reshetniak, A.M. Ob'edkov, A.E. Sytschev, V.G. Leontiev, D.D. Titov, and M.I. Alymov, J. Alloys.Comp. 872, 159593 (2021).
- S.L. Pramod, S.R. Bakshi, and B.S. Murty, J. Mater. Eng. Perform. 24, 2185 (2015).
- P. Sharma and S. Ganti, Phys. Stat. Sol. B 234, R10 (2002).
- P. Sharma, S. Ganti, and N. Bhate, Appl. Phys. Lett. 82, 535 (2003).
- H.L. Duan, J. Wang, Z.P. Huang, and B.L. Karihaloo, J. Mech. Phys. Sol. 53, 1574 (2005).
- В.Е. Панин, Е.Е. Дерюгин, С.Н. Кульков, Прикл. мех. техн. физ. 51(4), 127 (2010).
- Дж. Роулинсон, Б. Уидом, Молекулярная теория капиллярности, Мир, Москва (1986).
- V. Reshetniak, O. Reshetniak, A. Aborkin, V. Nederkin, and A. Filippov, Nanomaterials 12, 2045 (2022).
- W.J. Kim and Y.J. Yu, Scripta Mater. 72-73, 25 (2014).
- W. Liu, C. Cao, J. Xu, X. Wang, and X. Li, Mater. Lett. 185, 392 (2016).
- В. И. Ролдугин, Физикохимия поверхности, Изд. дом <Интеллект>, Долгопрудный (2011).
- A.H. Larsen, J.J. Mortensen, J. Blomqvist et al., J. Phys. Condens. Matter 29, 273002 (2017).
- T.D. Ku¨hne, M. Iannuzzi, M. Del Ben et al., J. Chem. Phys. 152, 194103 (2020).
- J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
- S. Goedecker, M. Teter, and J. Hutter, Phys. Rev. B 54, 1703 (1996).
- J. VandeVondele and J. Hutter, J. Chem. Phys. 127, 114105 (2007).
- G. Lippert, J. Hutter, and M. Parrinello, Mol. Phys. 92, 477 (1997).
- G. Lippert, J. Hutter, and M. Parrinello, Theor. Chem. Acc. 103, 124 (1999).
- A. V. Chichagov, V. A. Varlamov, R. A. Dilanyan, T. N. Dokina, N. A. Drozhzhina, O. L. Samokhvalova, and T. V. Ushakovskaya, Crystallogr. Rep. 46, 876 (2001).
- Дж. Най, Физические свойства кристаллов и их описание при помощи тензоров и матриц, Мир, Москва (1967).
- И. Н. Францевич, Упругие постоянные и модули упругости металлов и неметаллов, Наук. думка, Киев (1982).
- J. Sch¨ochlin, K. P. Bohnen, and K. M. Ho, Surf. Sci. 324, 113 (1995).
- N. E. Singh-Miller and N. Marzari, Phys. Rev. B 80, 235407 (2009).
- W. Tyson and W. Miller, Surf. Sci. 62, 267 (1977).
- L. H. Fang, L. Wang, J. H. Gong, H. S. Dai, and D. Zh. Miao, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 20, 857 (2010).
- A. Vojvodic, C.Ruberto, and B. I. Lundqvist, J. Phys. Condens. Matter 22, 375504 (2010).
- M. G. Quesne, A. Roldan, N. H. de Leeuw, and C. R. A. Catlow, Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 6905 (2018).
- L. Wang, L. H. Fang, and J. H. Gong, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 22, 170 (2012).
- L. M. Liu, S. Q. Wang, and H. Q. Ye, J. Phys. Condens. Matter 15, 8103 (2003).
- E. A. Aguilar, C. A. Leon, A. Contreras, V. H. Lopez, R. A. L. Drew, and E. Bedolla, Composites, Part A 33, 1425 (2002).
- C. A. Leon, V. H. Lopez, E. Bedolla, and R. A. L. Drew, J. Mater. Sci. 37, 3509 (2002).
- A. Contreras, J. Colloid Interface Sci. 311, 159 (2007).
- Р. Бейдер, Атомы в молекулах: квантовая теория, Мир, Москва (2001).
- B. Silvi, I. Fourr'e, and M. E. Alikhani, Monatshefte fu¨r Chemie 136, 855 (2005).
- Е. В. Барташевич, В. Г. Цирельсон, Успехи химии 83, 1181 (2014).
- A. D. Becke and K. E. Edgecombe, J. Chem. Phys. 92, 5397 (1990).
- B. Silvi and A. Savin, Nature 371, 683 (1994).
- В. Г. Цирельсон, Квантовая химия. Молекулы, молекулярные системы и твердые тела, БИНОМ, Лаборатория знаний, Москва (2010).
- D. Stalke, Electron Density and Chemical Bonding I: Experimental Charge Density Studies, Springer, Berlin (2012).
- B. Silvi and C. Gatti, J. Phys. Chem. A 104, 947 (2000).