ПРОБЛЕМА ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ФАЗ В ПРОЦЕССЕ ОХЛАЖДЕНИЯ БИНАРНЫХ НАНОЧАСТИЦ Au-Co И Ti-V

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассмотрены процессы структурообразования в бинарных наночастицах Co-Au и Ti-V , а также факторы, влияющие на процесс кристаллизации. В качестве объектов исследования выступали бинарные наночастицы Co-Au и Ti-V , содержащие N =400, 800, 1520 и 5000 атомов, эквиатомного состава. Компьютерный эксперимент проводился методом молекулярной динамики. Межатомное взаимодействие описывалось потенциалом сильной связи. По результатам серий компьютерных экспериментов было установлено, что основными факторами, влияющими на возможность получения кристаллических фаз являются: скорость охлаждения бинарных наночастиц, их размер и размерное несоответствие атомов, входящих в состав, а также характер взаимодействия атомов металлов. Проявление стабильности/нестабильности в бинарных наночастицах может быть связано с закономерностями образования кристаллических фаз. При этом склонность к сегрегации одного из компонентов в бинарной системе может быть не основным фактором определяющим стабильность/нестабильность такой системы.

Об авторах

Ксения Геннадьевна Савина

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Роман Евгеньевич Григорьев

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Алексей Дмитриевич Веселов

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Сергей Сергеевич Богданов

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Павел Михайлович Ершов

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Сергей Александрович Вересов

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Данила Романович Зорин

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Владимир Сергеевич Мясниченко

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Николай Юрьевич Сдобняков

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Email: nsdobnyakov@mail.RUS
170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Список литературы

  1. Сдобняков, Н.Ю. К проблеме стабильности/нестабильности биметаллических структур Co (ядро)/ Au (оболочка) и Au (ядро)/ Co (оболочка): атомистическое моделирование / Н.Ю. Сдобняков, В.М. Самсонов, А.Ю. Колосов и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2019. - Вып. 11. - С. 520-534. doi: 10.26456/pcascnn/2019.11.520.
  2. Самсонов, В.М. О факторах стабильности/нестабильности биметаллических наноструктур ядро-оболочка / В.М. Самсонов, Н.Ю. Сдобняков, А.Ю. Колосов и др. // Известия РАН. Серия физическая.- 2021. - Т. 85. - № 9. - C. 1239-1244. doi: 10.31857/S0367676521090246.
  3. Bertier, F. Ageing of out-of-equilibrium nanoalloys by a kinetic mean-field approach / F. Bertier, A. Tadjine, B. Legrand // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2015. - V. 17. - I. 42. - P. 28193-28199. doi: 10.1039/C5CP00600G.
  4. Nelli, D. Core-shell vs. multi-shell formation in nanoalloy evolution from disordered configurations / D. Nelli, R. Ferrando // Nanoscale. - 2019. - V. 11. - I. 27. - P. 13040-13050. doi: 10.1039/C9NR02963J.
  5. Bhattarai, N. Structure and composition of Au/Co magneto-plasmonic nanoparticles / N. Bhattaral, G. Casillas, S. Khanal et al. // MRS Communications. - 2013. - V. 3. - I. 3. - P. 177-183. doi: 10.1557/mrc.2013.30.
  6. Мясниченко, В.С. Зависимость температуры стеклования биметаллических кластеров на основе титана от скорости охлаждения / В.С. Мясниченко, П.М. Ершов, Д.Н. Соколов и др. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2020. - T. 17. - № 3. - С. 355-362. doi: 10.25712/ASTU.1811-1416.2020.03.012.
  7. Myasnichenko, V.S. Simulation of crystalline phase formation in titanium-based bimetallic clusters / V.S. Myasnichenko, N.Yu. Sdobnyakov, P.M. Ershov et al. // Journal of Nano Research. - 2020. - V. 61.- P. 32-41. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/JNanoR.61.32' target='_blank'>www.scientific.net/JNanoR.61.32.
  8. Uesugi, T. Enthalpies of solution in Ti-X (X = Mo, Nb, V and W) alloys from first-principles calculations / T. Uesugi, S. Miyamae, K. Higashi // Materials Transactions. - 2013. - V. 54. - № 4. - P. 484-492. doi: 10.2320/matertrans.MC201209.
  9. Skripnyak, N.V. Mixing enthalpies of alloys with dynamical instability: bcc Ti-V system / N.V. Skripnyak, A.V. Ponomareva, M.P. Belov et al. // Acta Materialia. - 2000. - V. 188. - P. 145-154. doi: 10.1016/j.actamat.2020.01.056.
  10. Souvatzis, P. Entropy driven stabilization of energetically unstable crystal structures explained from first principles theory / P. Souvatzis, O. Eriksson, M.I. Katsnelson, S.P. Rudin // Physical Review Letters. - 2008. - V. 100. - I. 9. - Art. № 095901. - 4 p. doi: 10.1103/PhysRevLett.100.095901.
  11. Skripnyak, N.V. Ab initio calculations of elastic properties of alloys with mechanical instability: application to bcc Ti-V alloys / N.V. Skripnyak, A.V. Ponomareva, M.P. Belov, I.A. Abrikosov // Materials & Design.- 2018. - V. 140. - P. 357-365. doi: 10.1016/j.matdes.2017.11.071.
  12. Свидетельство № 2011615692 Российская Федерация. Молекулярнодинамическое моделирование и биоинспирированная оптимизация бинарных и тройных металлических наноструктур (КластерЭволюшн) / В.С. Мясниченко; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова". - № 2011613732; заявл. 23.05.2011; зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 20.06.2011. - 1 с.
  13. Cleri, F. Tight binding potentials for transition metals and alloys / F. Cleri, V. Rosato // Physical Review B. - 1993. - V. 48. - I. 1. - Р. 22-33. doi: 10.1103/PhysRevB.48.22.
  14. Paz Borbón, L.O. Computational studies of transition metal nanoalloys / L.O. Paz Borbón // Doctoral Thesis accepted by University of Birmingham, United Kingdom. - Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2011. - 155 p. doi: 10.1007/978-3-642-18012-5.
  15. Stukowski, A. Visualization and analysis of atomistic simulation data with OVITO - the open visualization tool / A. Stukowski // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. - 2010. - V. 18. - I. 1.- P. 015012-1-015012-7. doi: 10.1088/0965-0393/18/1/015012.
  16. Мясниченко, В.С. Закономерности структурообразования в биметаллических наночастицах с разной температурой кристаллизации / В.С. Мясниченко, П.М. Ершов, К.Г. Савина и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2021. - Вып. 13. - С. 568-579. doi: 10.26456/pcascnn/2021.13.568
  17. Самсонов, В.М. О влиянии скоростей нагрева и охлаждения на плавление и кристаллизацию металлических нанокластеров / В.М Самсонов, И.В. Талызин, М.В. Самсонов // Журнал технической физики. - 2016. - Т. 86. - Вып.6. С. 149-152.
  18. Sdobnyakov, N.Yu. Simulation of phase transformations in titanium nanoalloy at different cooling rates / N.Yu. Sdobnyakov, V.S. Myasnichenko, C.-H. San et al. // Materials Chemistry and Physics. - 2019. - V. 238.- Art. № 121895. - 9 p. doi: 10.1016/j.matchemphys.2019.121895.
  19. Самсонов, В.М. Сравнительный анализ размерной зависимости температур плавления и кристаллизации наночастиц серебра: молекулярная динамика и метод Монте-Карло / В.М. Самсонов, Н.Ю. Сдобняков, В.С. Мясниченко и др. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2018. - № 12. - С. 65-69. doi: 10.1134/S0207352818120168.
  20. Сдобняков, Н.Ю. О взаимосвязи между размерными зависимостями температур плавления и кристаллизации для металлических наночастиц / Н.Ю. Сдобняков, Д.Н. Соколов, А.Н. Базулев и др. // Расплавы. - 2012. - №5. - С. 88-94.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).