Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2014,  том 11,  №1

 

Чепкасов И.В., Гафнер Ю.Я.

Анализ методик термического воздействия на синтезированные из газовой фазы наночастицы меди

Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, Абакан, Россия

Методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи имитировались процессы термической обработки наночастиц меди синтезированных из газовой фазы. Для анализа влияния процессов термического воздействия на форму и структуру синтезированных частиц, был произведен их плавный нагрев в интервале температур от 100 до 1200 К. Проведенные исследования показали некоторые тенденции, характерные для процесса теплового воздействия на произведенные из газовой фазы наночастицы. Был сделан вывод, что в результате кратковременного нагрева происходит значительное упорядочивание внутренней структуры 70% агломерировавших наночастиц с преимущественным формированием сферичной формы, у оставшихся 30% исследуемых кластеров не наблюдалось формирование единой формы.
Так же в данной работе проводилось моделирование сверхбыстрого нагревания синтезированных из газовой фазы частиц до высоких температур термообработки Т = 600 К и Т = 900 К, при которых частицы выдерживались порядка 10 нс. В результате проведенного моделирования было выявлено, что метод сверхбыстрого нагревания частиц до высоких температур практически полностью исключает возможность появления в нагреваемых кластерах дефектных образований, однако в результате такой термической обработки исследуемые частицы могут разъединиться (разорваться) на более мелкие кластеры никак не связанные между собой.

Ключевые слова: молекулярная динамика, наночастица, диффузия, структура, газовая фаза.

УДК 532.6:546.22

Сведения об авторах:
Чепкасов Илья Васильевич, асп. ХГУ, Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Гафнер Юрий Яковлевич
, д.ф.-м.н., профессор, зав. кафедрой ХГУ, Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 11, No.1 (2014)

 

Chepkasov I.V., Gafner Yu.Ya.

Analysis of the of thermal effects methods for the copper nanoparticles synthesized from gas phase

Khakassia State University, Abakan, Russia

With the help of molecular dynamics method on the basis of the tight- binding potential there were simulated the processes of heat treatment of copper nanoparticles synthesized from the gas phase. To analyze of thermal effects on the shape and structure of the synthesized particles at their smooth heating in a temperature range from 100 to 1200 K was produced. The studied researches showed some tendencies that are characterized for the process of heat impact on generated from the gas phase nanoparticle. It was concluded that as a result of significant short-term heating there is a of ordering the internal structure of 70% of agglomerated nanoparticles with the preferential formation of the spherical shape, the remaining 30% of the studied clusters didn’t observe a unified form.
Also in this work the modeling of ultrafast heating of the synthesized from the gas phase particles to a high temperature heat treatment of T = 600 K and T = 900 K, at which the particles are kept for about 10 ns was carried out. As a result of the simulation it was revealed that the method of ultrafast heating of the particles to high temperatures practically eliminates the possibility of appearing in the heated clusters of defective structures, but as a result of the heat treatment, the studied particles can break away (burst) into smaller clusters which are not connected with each other.

Keywords: molecular dynamics, nanoparticle, diffusion, structure, gas phase.

Information about authors:
Chepkasov Ilya Vasilyevich, KhSU graduate student, Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Gafner Yuriy Yakovlevich
, PhD, Hab., professor, KhSU head of department, Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript