Молекулярно-динамический расчет коэффициента теплового расширения для нанокластеров меди
Аннотация
В работе проведено молекулярно-динамическое исследование коэффициента теплового расширения (ктр) нанокластеров меди сферической и кубической формы в широком диапазоне размеров. Для этого был проведен нагрев нанокластера методом стохастических сил. При этом через определенное число шагов по времени проводился расчет ряда характеристик, в том числе найдены линейные размеры исследуемой наноструктуры, ее объем и температура. Далее были найдены значения ктр, построены его зависимости от размера и формы наностуктуры. Показано, что коэффициент теплового расширения зависит от размера наноструктуры и с увеличением размера приближается к экспериментальному значению для макрообразцов.
Ключевые слова
При поддержке: Работа выполнена при поддержке интеграционного проекта ОЭММПУ РАН № 13 «Трибологические и прочностные свойства структурированных материалов и поверхностных слоев».
Об авторах
Е. И. Головнева
Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича Сибирского отделения РАН
Россия
Россия
И. Ф. Головнев
Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича Сибирского отделения РАН
Россия
Россия
В. М. Фомин
Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича Сибирского отделения РАН
Россия
Россия
Список литературы
1. Sekkal W., Bouhafs B., Aourag H., Certier M. Molecular-dynamics simulation of structural and thermodynamic properties of boron nitrid // J. Phys. Condens. Matter. — 1998. — V. 10. — P. 4975–4984.
2. Moon Won Ha, Hwang Ho Jung. Structural and thermodynamical properties of GaN: a molecular dynamics simulation // Physics Letters A. — 2003. — V. 315. — P. 319–324.
3. Berroukche A., Soudini B., Amara K. Molecular dynamics simulation study of structural, elastic and thermodynamic properties of tin below 286 K // Int. J. Nanoelectronics and Materials. — 2008. — V. 1. — P. 41–51.
4. Губернаторов В.В., Сычева Т.С., Романов Е.П., Владимиров Л.Р. Роль теплового расширения фаз в процессе кристаллизации и рекристаллизации металлов // Докл. акад. наук. — 2007. — T. 413, № 1. — C. 41–44.
5. Гельд П.В., Сидоренко Ф.А. Силициды переходных металлов четвертого периода. — М.: Металлургия, 1971. — 582 с.
6. Foiles S.M. Calculation of the surface segregation of Ni-Cu alloys with the use of the embedded-atom method // Phys. Rev. B.. — 1985. — V. 32. — P. 7685–7693.
7. Foiles S.M., Baskes M.I., Daw M.S. Embedded-atom method functions for the fcc metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, and their alloys // Phys. Rev. B. — 1986. — V. 33. — P. 7983–7991.
8. Rose J.H., Smith J.R., Guinea F., Ferrante J. Universal features of the equation of state of metals // Phys. Rev. B. — 1984. — V. 29. — P. 2963–2969.
9. Garrison B.J., Srivastava D. Potential energy surfaces for chemical reactions at solid surfaces // Annu. Rev. Phys. Chem. — 1995. — V. 46. — P. 373-394.
10. Jacobsen K.W., Norskov J.K., Puska M.J. Interatomic interactions in the effective-medium theory // Phys. Rev. B. — 1987. — V. 35. — P. 7423–7442.
11. Voter A.F. Embedded Atom Method Potentials for Seven FCC Metals: Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, and Al. Los Alamos Unclassified Technical Report // LA-UR-93-3901, 1993. — 9 p.
12. Allen M.P., Tildesley D.J. Computer simulation of liquids. — Oxford, N.Y.: Clarendon Press, 1987. — 385 p.
13. Golovnev I.F., Golovneva E.I., Fomin V.M. Simulation of quasi-static processes in the crystals by molecular dynamics method // Physical mesomehanics. — 2003. — V. 6, № 5-6. — P. 41–45.
14. Bolesta A.V., Golovnev I.F., Fomin V.M. Contact melting of nickel cluster at collision with rigid wall // Physical mesomehanics. — 2001. — V. 4, № 1. — P. 5–10.
15. Колмогоров А.Н. Теория вероятностей и математическая статистика. — М.: Наука, 1986. — 534 с.
Рецензия
Для цитирования:
Головнева Е.И., Головнев И.Ф., Фомин В.М. Молекулярно-динамический расчет коэффициента теплового расширения для нанокластеров меди. Наносистемы: физика, химия, математика. 2011;2(3):71-78.
For citation:
Golovneva E.I., Golovnev I.F., Fomin V.M. Thermal expansion coefficient for copper nanoclusters by molecular-dynamic method. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2011;2(3):71-78. (In Russ.)
Просмотров:
6
Послать статью по эл. почте 