О прогнозировании температуры плавления металлических нитевидных нанокристаллов, электрохимически осажденных в поры анодного оксида алюминия
УДК
538.975:539.319:62 - 405.8Аннотация
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.
Ключевые слова:
анодный оксид алюминия, металлические нитевидные нанокристаллы, волокнистые композиты, дифференциальная сканирующая калориметрия, температура плавленияИнформация о финансировании
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).
Библиографические ссылки
- 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. [Bardushkin V.V., Shilyaeva Yu.I., Yakovlev V.B. Koncentracija naprjazhenij i deformacij v poristozapolnennom metallicheskimi nitevidnymi nanokristallami anodnom okside aljuminija [Concentration of stresses and strains in porous anodic alumina filled with metallic nanowires]. Deformacija i razrushenie materialov [Deformation and destruction of materials], 2013, no. 10, pp. 24-29. (In Russian)]
- 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. [Shilyaeva Yu.I., Bardushkin V.V., Silibin M.V., Gavrilov S.A., Yakovlev V.B., Pyatilova O.V. Vliyanie struktury i termouprugikh svoystv komponentov na srednie napryazheniya v anodnom okside alyuminiya s porami, zapolnennymi metallicheskimi nitevidnymi nanokristallami [Effect of the structure and thermoelastic properties of components on the average stress in anodic aluminum oxide having pores filled with metallic nanowires]. Neorganicheskie materialy [Inorganic materials], 2013, vol. 49, pp. 676-680. (In Russian)]
- 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. [Shilyaeva Yu.I., Bardushkin V.V., Silibin M.V., Gavrilov S.A., Yakovlev V.B., Pyatilova O.V. Ob"emnaya plotnost' energii deformatsii v poristozapolnennom metallicheskimi nitevidnymi nanokristallami anodnom okside alyuminiya [Bulk density of the energy of deformation in an anodic aluminum oxide with pores filled by threadlike metal nanocrystals]. Russ. J. Phys. Chem. A, 2013, vol. 87, pp. 1870-1874. (In Russian)]
- 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. [Bardushkin V.V., Shilyaeva Yu.I., Yakovlev V.B. Effektivnye uprugiye kharakteristiki poristozapolnennogo metallicheskimi nitevidnymi nanokristallami anodnogo oksida aljuminija [Effective elastic characteristics of the highly ordered metal-filled anodic alumina]. Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2013, no. 2, pp. 21-26. (In Russian)]
- 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. [Gamburg Yu.D. Galvanicheskie pokrytiya. Spravochnik po primeneniyu [Electroplated coatings. Handbook of the applications]. Moscow, Tehnosfera Publ., 2006, 216 p. (In Russian)]
- 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. [Grigor'ev I.S., Meilikhov E.Z. (Eds.) Fizicheskie velichiny: Spravochnik [Physical Quantities: A Handbook]. Moscow, Energoatomizdat, 1991, 1232 p. (In Russian)]
- Корольков А.М. Литейные свойства металлов и сплавов. М.: Издательство Академии наук СССР, 1960. 196 с. [Korol'kov A.M. Litejnye svojstva metallov i splavov [Casting properties of metals and alloys]. Moscow, Izd. Akad. Nauk Publ., 1960, 196 p. (In Russian)]
- 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. [Shermergor T.D. Teoriya uprugosti mikroneodnorodnykh sred [Theory of elasticity of microinhomogeneous media]. Moscow, Nauka Publ., 1977, 399 p. (In Russian)]
- Бардушкин В., Яковлев В. Механика микроструктур (эффективные и локальные свойства текстурированных поликристаллов и композитов). Германия, Саарбрюккен: LAP (Lambert Academic Publishing), 2011. 164 с. [Bardushkin V., Yakovlev V. Mechanics of Microstructures (Effective and Local Properties of Textured Polycrystals and Composites). Germany, Saarbr"{u}ken, LAP (Lambert Academic Publishing), 2011, 164 p.]
Скачивания
Загрузки
Даты
Поступила в редакцию
30 мая 2014
Принята к публикации
17 июля 2014
Публикация
29 сентября 2014
Как цитировать
[1]
Шиляева, Ю.И., Бардушкин, В.В., Гаврилов, С.А., Силибин, М.В., Яковлев, В.Б., Боргардт, Н.И., Волков, Р.Л., Смирнов, Д.И., О прогнозировании температуры плавления металлических нитевидных нанокристаллов, электрохимически осажденных в поры анодного оксида алюминия. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2014, № 3, pp. 84–94.
Лицензия
Copyright (c) 2014 Шиляева Ю.И., Бардушкин В.В., Гаврилов С.А., Силибин М.В., Яковлев В.Б., Боргардт Н.И., Волков Р.Л., Смирнов Д.И.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
