Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2016,  том 13,  №4, 462-467

 

Зольников К.П., Крыжевич Д.С., Корчуганов А.В.

Синтез наноразмерных частиц при распылении металлических проволочек. Молекулярно-динамическое моделирование

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Проведено молекулярно-динамическое моделирование формирования бикомпонентных наноразмерных частиц при синхронном электрическом взрыве медной и никелевой проволочек. Исследовано влияние внутренней структуры взрываемых металлических проволочек и расстояния между ними на динамику их разрушения, размеры и стехиометрический состав формируемых наночастиц. Показано, что основным механизмом синтеза частиц является процесс агломерации, а вторичным – осаждение атомов газовой фазы на поверхность частиц. Обнаружено, что распределение химических элементов неоднородно по сечению бикомпонентных частиц. Концентрация атомов меди в приповерхностной области выше, чем в объеме частицы. Варьируя параметрами нагружения (температурой нагрева, расстоянием между проводниками) можно управлять размерами и внутренней структурой формируемых бикомпонентных частиц.

Ключевые слова: электрический взрыв, бикомпонентные частицы, молекулярная динамика.

УДК 544.032, 539.422.3


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 13, No.4 (2016) 462-467

 

Zolnikov K.P., Kryzhevich D.S., Korchuganov A.V.

Synthesis of nanosized particles under explosion of metal wires. Molecular dynamics simulation

Institute of Strength Physics and Materials Science SB RAS, Tomsk, Russia

The molecular dynamics simulation of synthesis of the bicomponent nano-sized particles under simultaneous electric explosion of copper and nickel wires was conducted. The influence of the internal structure of the metal wires and the distance between them on the dynamics of their fracture, size and stoichiometric composition of the synthesized nanoparticles were investigated. It was shown that the process of agglomeration was the main mechanism for particle synthesis and atom deposition of the gas phase on the particle surface played secondary role. It was revealed that the distribution of chemical elements was non-uniform over the cross section of the bicomponent particles. The concentration of copper atoms in the surface region was higher than in the bulk of the particle. By varying the loading parameters (heating temperature, the distance between the wires) one can control the size and internal structure of the synthesized bicomponent nanoparticles.

Keywords: electric explosion, bicomponent particles, molecular dynamics.