Термодинамическое моделирование сегрегации компонентов в бинарных металлических наночастицах с использованием уравнения Ленгмюра-Маклина

Жигунов, Д.В. и Романов, А.А. и Самсонов, В.М. (2025) Термодинамическое моделирование сегрегации компонентов в бинарных металлических наночастицах с использованием уравнения Ленгмюра-Маклина. Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов (17). С. 259-266.

PDF - Опубликованная версия
1MB

Абстракт

Разработан и апробирован метод термодинамического моделирования поверхностной сегрегации в бинарных наносплавах. Метод основывается на численном решении системы из двух уравнений: уравнения Ленгмюра-Маклина и уравнения баланса массы для двухъячеечной системы, представленной центральной областью (ядром) наночастицы и ее поверхностным слоем (оболочкой). Очевидно, впервые при применении уравнения Ленгмюра-Маклина учтена зависимость теплоты сегрегации от состава ядра и оболочки двухъячеечной модели наночастицы. Разработанный подход применен для прогнозирования поверхностной сегрегации в бинарных наночастицах Ag-Cu и Ni-Cr. Полученные результаты предсказывают поверхностную сегрегацию Ag для наносплава Ag-Cu и поверхностную сегрегацию Cr для наночастиц Ni-Cr. Показано, что поверхностная сегрегация уменьшается с уменьшением размера наночастиц (эффект истощения ядра как источника сегрегирующего компонента) и с ростом температуры. Результаты термодинамического прогнозирования поверхностной сегрегации с использованием уравнения Ленгмюра-Маклина согласуются как с результатами термодинамического моделирования, основывающегося на решении уравнения Батлера, так и с нашими результатами атомистического моделирования, полученными ранее

Абстракт (англ.)

A method has been developed and tested for thermodynamic simulation of the surface segregation in binary nanoalloys. The method is based on the numerical solution of a system of two equations: the Langmuir-McLean equation and the mass balance equation for a two-cell system represented by the central region (core) of a nanoparticle and its surface layer (shell). Apparently, for the first time, when applying the Langmuir-McLean equation, the dependence of the segregation heat on the composition of the core and shell of the two-cell nanoparticle model has been taken into account. The developed approach has been applied to predict the surface segregation in binary Ag-Cu and Ni-Cr nanoparticles. The obtained results predict the surface segregation of Ag for the Ag-Cu nanoalloy and the surface segregation of Cr for Ni-Cr nanoparticles. We have shown that the surface segregation decreases with decreasing the nanoparticle size (the effect of the core depletion as a source for the segregating component) and with increasing temperature. The results of thermodynamic

Тип объекта:	Статья
Сведения об авторах:	Жигунов Дмитрий Владиславович – младший научный сотрудник Управления научных исследований ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет» Романов Александр Андреевич – к.ф.-м.н., научный сотрудник Управления научных исследований ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет» Самсонов Владимир Михайлович – д.ф.-м.н., профессор кафедры общей физики ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
Ключевые слова:	бинарные наночастицы Ag-Cu и Ni-Cr, поверхностная сегрегация, термодинамическое моделирование, уравнение Ленгмюра-Маклина, теплота сегрегации
Ключевые слова (англ.):	prediction of the surface segregation based on the Langmuir-McLean equation are consistent with both the results of thermodynamic simulation based on the solution of the Butler equation and with our results of atomistic simulations obtained earlier
Категории:	5 Математика. Естественные науки 5 Математика. Естественные науки > 53 Физика
Подразделения:	Университеты > Тверской государственный университет
ID Code:	15610
Deposited On:	02 Июл 2026 05:30
Последнее изменение:	02 Июл 2026 05:30

Repository Staff Only: item control page