О прогнозировании температуры плавления металлических нитевидных нанокристаллов, электрохимически осажденных в поры анодного оксида алюминия
Аннотация
Представлено решение задачи прогнозирования температуры плавления металлических нитевидных нанокристаллов в порах анодного оксида алюминия, позволяющее учитывать влияние механических напряжений, возникающих при нагревании вследствие различия термических коэффициентов линейного расширения элементов неоднородности. Проведено численное моделирование и исследование зависимости указанной характеристики от параметра структуры рассматриваемых нанокомпозитных систем, связанного с концентрацией металлических нитевидных нанокристаллов индия, олова и цинка. Результаты модельных расчетов температур плавления сопоставлены с экспериментальными данными, полученными методом дифференциальной сканирующей калориметрии.
Литература
- Jaya Sarkar, Gobinda Gopal Khan, Basumallick A. Nanowires: properties, applications and synthesis via porous anodic aluminium oxide template // Bulletin Mater. Sci. 2007. Vol. 30. No. 3. P. 271-290.
- Gavrilov S., Nosova L., Sieber I., Belaidi A., Dloczik L., Dittrich Th. Synthesis of semiconductor nanowires by pulsed current electrodeposition of metal with subsequent sulfurization // Phys. Status Solidi A. 2005. Vol. 202. No. 8. P. 1497-1501.
- Xu S. H., Fei G. T., Zhang Y., Li X. F., Jin Z., Zhang L. D. Size-dependent melting behavior of indium nanowires // Phys. Lett. A. 2011. Vol. 375. P. 1746-1750.
- Wang X. W., Fei G. T., Zheng K., Jin Z., Zhang L. D. Size-dependent melting behavior of Zn nanowire arrays // Appl. Phys. Lett. 2011. Vol. 88, 173114, 3 p.
- Бардушкин В. В., Шиляева Ю. И., Яковлев В. Б. Концентрация напряжений и деформаций в пористозаполненном металлическими нитевидными нанокристаллами анодном оксиде алюминия // Деформация и разрушение материалов. 2013. № 10. С. 24-29.
- Шиляева Ю. И., Бардушкин В. В., Силибин М. В., Гаврилов С. А., Яковлев В. Б., Пятилова О. В. Влияние структуры и термоупругих свойств компонентов на средние напряжения в анодном оксиде алюминия с порами, заполненными металлическими нитевидными нанокристаллами // Неорганические материалы. 2013. Т. 49. № 7. С. 723-728.
- Шиляева Ю. И., Бардушкин В. В., Гаврилов С. А., Силибин М. В., Яковлев В. Б., Пятилова О. В. Объемная плотность энергии деформации в пористозаполненном металлическими нитевидными нанокристаллами анодном оксиде алюминия // Журнал физической химии. 2013. Т. 87. № 11. С. 1889-1893.
- Бардушкин В. В., Шиляева Ю. И., Яковлев В. Б. Эффективные упругие характеристики пористозаполненного металлическими нитевидными нанокристаллами анодного оксида алюминия // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2013. № 2. С. 21-26.
- Masuda H., Fukuda K. Ordered metal nanohole arrays made by a two-step replication of honeycomb structures of anodic alumina // Science. 1995. Vol. 268. P. 1466-1468.
- Гамбург Ю.Д. Гальванические покрытия. Справочник по применению. М.: Техносфера, 2006. 216 c.
- Lu K., Li Y. Homogeneous nucleation catastrophe as a kinetic stability limit for superheated crystal // Phys. Rev. Lett. 1998. Vol. 80. P. 4474-4477.
- Guisbiers G., Pereira S. Theoretical investigation of size and shape effects on the melting temperature of ZnO nanostructures // Nanotechnology. 2007. Vol. 18, 435710, 6 p.
- Kinloch A.J. Adhesion and Adhesives: Science and Technology. London: Chapman and Hall, 1987. 441 p.
- Физические величины: Справочник // Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. // М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.
- Корольков А.М. Литейные свойства металлов и сплавов. М.: Издательство Академии наук СССР, 1960. 196 с.
- Xia Z., Riester L., Sheldon B. W., Curtin A., Liang J., Yin A., Xu J. M. Mechanic properties of highly ordered nanoporous anodic alumina membranes // Rev. of Adv. Mater. Sci. 2004. Vol. 34. P. 131-139.
- Gu P., Miao H., Liu Z.T., Wu X.P., Zhao J.H. Investigation of elastic modulus of nanoporous alumina membrane // J. Mater. Sci. 2004. Vol. 39. P. 3369-3373.
- Fernandez-Romero L., Montero-Moreno J. M., Pellicer E., Peiro F., Cornet A., Morante J. R., Sarret M., Muller C. Assessment of the thermal stability of anodic alumina membranes at high temperatures // Mater. Chem. Phys. 2008. Vol. 111. P. 542-547.
- Шермергор Т. Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977. 399 с.
- Бардушкин В., Яковлев В. Механика микроструктур (эффективные и локальные свойства текстурированных поликристаллов и композитов). Германия, Саарбрюккен: LAP (Lambert Academic Publishing), 2011. 164 с.
Финансирование
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (122-ГЗ-МФЭ), РФФИ (13-08-00672-а, 14-08-00654-а) и Европейской программы FP7 (PIRSES-GA-2011-295273-NANEL).
©️ Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2014