- PII
- S0044453725030162-1
- DOI
- 10.31857/S0044453725030162
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 99 / Issue number 3
- Pages
- 513-524
- Abstract
- Regularities and mechanisms of contact melting (CM) in eutectic bimetallic Ag-Cu systems with different geometries, viz. a plane-parallel Ag₄₃₃₅-Cu₅₉₅₆ bilayer consisting of Cu5956 and Ag4335 layers of equal thickness and a system of two nanoparticles Ag1012 and Cu1445 in the form of rectangular parallelepipeds, are studied using isothermal molecular dynamics and the embedded atom method. In the latter case, CM is complicated by a number of other processes, including the acquisition of a spherical shape by the daughter nanoparticle, surface diffusion, and surface segregation of Ag. For the bilayer, the kinetics of CM is studied, including the kinetic dependence of the potential part of the specific internal energy. Based on this dependence, the CM stages are identified and analyzed. Moreover, the temperature dependence of the CM rate is analyzed, and the mutual diffusion coefficient is estimated. Similar molecular dynamic experiments are performed on Ni-Cu nanosystems. As one would expect, no CM is observed in these systems since the Ni-Cu alloy is not eutectic.
- Keywords
- контактное плавление наночастица наноразмерный по толщине бислой наносистемы Ag-Cu и Ni-Cu фазовая диаграмма молекулярная динамика
- Date of publication
- 12.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 17
References
- 1. Саратовкин Д.Д., Савинцев П.А. // ДАН СССР. Физ. хим. 1941. Т. 33. № 4. С. 303.
- 2. Петрунин И.Е. Физико-химические процессы при пайке. М.: Высшая школа, 1972. 280 с.
- 3. Myers T.G., Mitchell S.L., Muchatibaya G. // Phys. Fluids. 2008. V. 20. № 10. P. 103101.
- 4. Битюков В.К., Колодежнов В.Н. // Теплофиз. выс. темп. 1990. Т. 28. № 3. С. 506.
- 5. Ахкубеков А.А., Орквасов Т.А., Созаев В.А. Контактное плавление металлов и наноструктур на их основе. М.: Физматлит, 2008. 148 с.
- 6. Залкин В.М. Природа эвтектических сплавов и эффект контактного плавления. М.: Металлургия, 1987. 157 с.
- 7. Гегузин Я.Е., Овчаренко Н.Н. // УФН. 1962. Т. 76. № 2. С. 283.
- 8. Melkikh A.V. // Appl. Sci. 2021. V. 11. № 1. P. 51. DOI: 10.3390/app11010051
- 9. Савницев П.А., Аверичева В.Е, Зленко В.Я., Вяткина А.В. // Изв. Томск. политех. ин-та. 1960. Т. 105. С. 222.
- 10. Вейдеров Г.Ф. Зленко В.Я. // Изв. вузов. Физ. 1966. № 1. С. 149.
- 11. Берзина И.Г., Савицкая Л.К., Савинцев П.А. // Изв. вузов. Физ. 1962. Т 3. С. 160.
- 12. Сахно Г.А., Селезнева И.М. // Физическая химия поверхности расплавов. Тбилиси: Мецниереба, 1977. С. 81–86.
- 13. Самсонов В.М., Бембель А.Г., Самсонов Т.Е. и др. // Росс. нанотехн. 2016. Т. 11. № 9–10. С. 38. [Samsonov V.M., Bembel A.G., Samsonov T.E., et al. // Nanotechnologies in Russia. 2016. V. 11. № 9–10. P. 553. DOI: 10.1134/S1995078016050141]
- 14. Samsonov V.M., Bembel A.G., Popov I.V., et al. // Surf. Innov. 2017. V. 5. № 3. P. 161. DOI: 10.1680/jsuin.17.00015.
- 15. Bystrenko O.V., Kartuzov V.V. // Mater. Res. Expr. 2017. V. 4. № 12. P. 126503. DOI: 10.1088/2053-1591/aa9b63.
- 16. Thompson A.P., Aktulga H.M., Berger R. et. al. // Comp. Phys. Com. 2022. V. 271. Art. no. 108171. DOI: 10.1016/j.cpc.2021.108171.
- 17. Zhou X.W., Johnson R.A., Wadley H.N.G. // Phys. Rev. B. 2004. V. 69. № 14. Art. no. 144113. DOI: 10.1103/PhysRevB.69.144113. 201.
- 18. Samsonov V.M., Kartoshkin A. Yu., Talyzin I.V., et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1658. Art. no. 012047. DOI: 10.1088/1742-6596/1658/1/012047.
- 19. Bogatyrenko S.I., Kryshtal A.P., Kruk A. // J. Phys. Chem. C. 2023. V. 127. № 5. P. 2569. DOI: 10.1021/acs.jpcc.2c07132.
- 20. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди / Под ред. С.В. Шухардина. М.: Наука, 1979. 248 с.
- 21. Bronner S.W., Wynblatt P. // Journal of Materials Research. 1986. V. 1. № 5. P. 646. DOI: https://doi.org/10.1557/JMR.1986.0646.
- 22. Bochicchio D., Ferrando R., Panizon E., Rossi G. // J. Phys. Condens. Matter. 2016. V. 28. № 6. P. 064005. DOI: 10.1088/0953-8984/28/6/064005.
- 23. Langenohl L., Brink T., Richter G., et al. // Phys. Rev. B. 2023. V. 107. № 13. P. 134112. DOI: 10.1103/PhysRevB.107.134112.
- 24. van der Walt C., Terblans J.J., Swart H.C. // AIP Advances. 2017. V. 7. P. 055102. DOI: 10.1063/1.498308.
- 25. Самсонов В.М., Харечкин С.С., Гафнер С.Л. и др. // Кристаллография. 2009. Т. 54. № 3. С. 530. [Samsonov V.M., Kharechkin S.S., Gafner S.L., et al. // Crystallog. Rep. 2009. V. 54. № 3. P. 526 DOI: 10.1134/S1063774509030250]
- 26. Талызин И.В. Молекулярно-динамическое исследование термодинамических и кинетических аспектов плавления и кристаллизации металлических наночастиц. Дис. … канд. физ.-мат. наук. Тверь: Тверской государственный университет, 2019. 148 с.
- 27. Stukowski A. // Modelling. Simul. Mater. Sci. Eng. 2010. V. 18. № 1. Art. № 015012. DOI: 10.1088/0965-0393/18/1/015012.
- 28. Хайрулаев М.Р., Дадаев Д.Х., Максудова А.Г. // Изв. Дагестанского гос. пед. унив. Естественные и точные науки. 2011. № 3. С. 10.
- 29. Samsonov V.M., Talyzin I.V., Kartoshkin A. Yu., et al. // Computational Materials Science. 2021. V. 199. P. 110710. DOI: 10.1016/j.commatsci.2021.110710.
- 30. Butrymowicz D.B., Manning J.R., Read M.E. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1974. V. 3. № 2. P. 527. DOI: 10.1063/1.3253145.
- 31. Samsonov V.M., Talyzin I.V., Vasilyev S.A., et al. // J. Nanopart. Res. 2023. V. 25. № 6. P. 105. DOI: 10.1007/s11051–023–05743–0.
- 32. Dubinin N. // Metals. 2020. V. 10. № 12. P. 1651. DOI: 10.3390/met10121651.
- 33. Саввин B.C., Михалева О.В., Повзнер А.А. // Расплавы. 2001. № 2. С. 42.
- 34. Paritskaya L.N. // Def. Diff. Forum. 2006. V. 249. P. 73. DOI: 10.4028/www.scientific.net/DDF.249.73
- 35. Гегузин Я.Е. Диффузионная зона. М.: Наука, 1979. 342 с.
- 36. Жолаева Ф.Б. Теоретическое моделирование процессов плавления в бинарных эвтектических системах. Дис. … канд. физ.-мат. наук. Нальчик: Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова, 2016. 142 с.
- 37. Жолаева Ф.Б. // Наука и устойчивое развитие. Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2013. С. 43.
- 38. Самсонов В.М., Талызин И.В., Васильев С.А., Пуйтов В.В. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2023. Вып. 15. C. 554. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.554.
- 39. Самсонов В.М., Васильев С.А., Талызин И.В., Пуйтов В.В. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2023. Вып. 15. C. 571. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.571.
