Влияние учета недиагональных d–d – электронных перекрытий на эффективное парное взаимодействие в эквиатомном расплаве Cu–Ag

Н. Э. Дубинин

АННОТАЦИЯ

В рамках модели Виллса–Харрисона изучено влияние учета недиагональных по магнитному квантовому числу d-электронных перекрытий между двумя соседними атомами на эффективное парное взаимодействие в эквиатомном расплаве Cu–Ag вблизи температуры плавления. Найдено, что увеличение доли недиагональных перекрытий приводит к увеличению глубины первого минимума и к смещению его координаты в сторону меньших значений межатомного расстояния для всех трех парциальных парных потенциалов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

расплавы переходных металлов, модель Виллса–Харрисона, модельный псевдопотенциал Бретоннета–Силберта, d–d-электронные перекрытия, эффективное парное взаимодействие.

DOI: 10.1134/S0235010619040030

Эффективное парное взаимодействие Виллса–Харрисона в жидком Au

Н. Э. Дубинин, G. M. Bhuiyan, F. I. Abbas

АННОТАЦИЯ

Исследовано эффективное парное взаимодействие Виллса–Харрисона в жидком золоте вблизи температуры плавления. Найдено, что его зависимость от доли недиагональных по магнитному квантовому числу d-электронных перекрытий между двумя соседними атомами носит иной характер, чем в расплавах 3d-переходных металлов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

золото, жидкий благородный металл, эффективное парное взаимодействие Виллса–Харрисона, модельный псевдопотенциал Бретоннета–Силберта, d–d-электронные перекрытия.

DOI: 10.1134/S0235010619040029

Теории атомного переноса в жидких 3d-переходных металлах

В. Г. Постовалов, В. П. Кондратьев, Е. П. Романов

АННОТАЦИЯ

На основе модифицированной модели твердых сфер выполнен расчет коэффициентов самодиффузии и вязкости жидких 3d-переходных металлов. Показано, что эта модель неплохо воспроизводит коэффициенты атомного переноса импульса и массы в расплавах нормальных металлов (Ti, Cu, Zn), сильных парамагнетиков (Cr, Mn) и ферромагнетиков (Fe, Co, Ni). Предсказаны коэффициенты самодиффузии жидких скандия, титана, ванадия и хрома в широком температурном интервале, где они не исследованы экспериментально.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

жидкий 3d-переходный металл, коэффициент самодиффузии, вязкость.

DOI: 10.1134/S0235010619030083

Моделирование диаграммы состояния системы BeO–Al2O3

Д. Н. Камаев

АННОТАЦИЯ

Выполнено моделирование диаграммы состояния BeO–Al2O3 с использованием теорий регулярных и субрегулярных ионных растворов и полиномиальной модели Редлиха–Кистера. Расчеты с применением субрегулярной теории и модели Редлиха–Кистера удовлетворительно согласуются с имеющимися экспериментальными данными.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

диаграмма состояния, термодинамическое моделирование, оксид бериллия, оксид алюминия.

DOI: 10.1134/S0235010619030071

Анализ процессов структурообразования малых кластеров серебра с целью применения их в плазмонике

Ю. Я. Гафнер, С. Л. Гафнер, Л. В. Редель

АННОТАЦИЯ

В настоящее время серебро, в том числе и в наноструктурном состоянии, широко используется во многих отраслях промышленности благодаря своей уникальной тепло и электропроводности, а также сильной каталитической активности. Одной из новых областей применения наночастиц серебра стало их использование в плазмонных приложениях, которые определяются сильным взаимодействием между электромагнитной волной и свободными электронами в наноструктурах. Частицы серебра с размером меньшим, чем длина волны видимого света могут сильно поглощать свет из-за явления поверхностного плазмонного резонанса, вследствие коллективной осцилляции электронов проводимости. Частота и интенсивность плазмонного резонанса зависит от распределения поляризационного заряда в наноструктуре, что определяется формой и структурой наночастицы. Таким образом, контроль строения металлической наноструктуры позволяет контролировать длины волн света, которые он рассеивает и поглощает. Исходя из этого, методом молекулярной динамики с использованием модифицированного потенциала сильной связи TBESMA были исследованы границы термической стабильности исходной ГЦК фазы в кластерах серебра размером до 2.0 нм. Показано, что при размере наночастиц серебра более 200 атомов ГЦК строение кластеров оказывается термически устойчивым вплоть до температуры плавления. Для наночастиц серебра меньшего размера наблюдались многочисленные случаи термически индуцированного изменения кластерной структуры. Таким образом, при использовании малых кластеров серебра в плазмонных приложениях необходимо в обязательном порядке учитывать вопросы термической стабильности их кластерного строения.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

нанокластеры, серебро, структура, компьютерное моделирование, сильная связь.

DOI: 10.1134/S0235010619030058

К теории нестационарного роста сферических кристаллов из переохлажденных расплавов и пересыщенных растворов

Д. В. Александров, И. В. Александрова, А. А. Иванов, А. П. Малыгин, И. О. Стародумов, Л. В. Торопова

АННОТАЦИЯ

В работе излагается теория нестационарного роста сферических кристаллов в переохлажденных расплавах и пересыщенных растворах. С помощью методов дифференциальных рядов, разложения неизвестных функций по малому параметру и применения интегрального преобразования Лапласа–Карсона определены первые две поправки к фундаментальному вкладу в закон для скорости роста кристаллов. Показано, что найденные поправки существенно изменяют скорости роста сферических кристаллов в метастабильных жидкостях.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

фазовые переходы, рост кристаллов, метастабильная жидкость.

DOI: 10.1134/S0235010619030022

Энергия связей в расплавленных системах M–Al–Zr–O–F (M = Li, Na, K)

А. С. Воробьев, А. В. Суздальцев, А. Е. Галашев

АННОТАЦИЯ

Методом первопринципной молекулярной динамики, реализованном с помощью программы Siesta, рассчитана энергия связи в комплексных анионах, образованных из компонентов: Al–F, Zr–F, Al–O–F и Zr–O–F, формирование которых связано с растворением оксидов ZrO2 и Al2O3 во фторидных расплавах MF–AlF3 (где M = Li, Na, K). Определено влияние элементного состава анионов и катиона из второй координационной сферы на энергию связи комплексных анионов. Показано, что среди кислородсодержащих анионов наибольшей стабильностью обладают анионы Al O F2 и Zr O F2. При идентичных условиях, самой низкой энергией, определяющей связи, обладают анионы, образуемые цирконием. Замена катиона во второй координационной сфере в ряду от K к Li приводят к снижению энергии связей в анионах M2Al2O2F6 и M2Zr2O2F6.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

оксидно-фторидный расплав, анионы, цирконий, алюминий, молекулярно-динамическое моделирование, энергия связи, стабильность.

DOI: 10.1134/S0235010619020063

Первопринципное компьютерное моделирование энергетических параметров и магнитных эффектов в тройных системах Fe–X–C (X = Si, P, S, Cr, Mn)

А. А. Мирзоев, Я. М. Ридный, А. В. Верховых

АННОТАЦИЯ

В программном пакете WIEN2k проведено первопринципное моделирование равновесной структуры и свойств тройных систем Fe–X–C (X = Si, P, S, Cr, Mn). Расчеты проводились методом линеаризованных присоединенных плоских волн (FLAPW), с учетом обобщенного градиентного приближения (PBEEGGA). Эти методы являются наиболее точными в рамках теории функционала плотности. В работе проведен анализ магнитной структуры Fe–X–C сплавов и взаимодействия между углеродом и примесными атомами на различных расстояниях. Между примесными атомами кремния, фосфора, хрома и атомами углерода наблюдается отталкивание во всех трех координационных сферах, что приводит к значительному повышению энергии растворения указанных примесей. Аналогичное отталкивание для первых двух координационных сфер наблюдается и для взаимодействия атомов серы и углерода, однако в третьем окружении между атомами возникает небольшое притяжение. При взаимодействии углерода с марганцем для первых двух окружений наблюдается притяжение, при этом энергии растворения, как марганца, так и углерода, понижаются.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

первопринципное моделирование, ОЦК-железо, примеси углерода, WIEN2k.

DOI: 10.1134/S0235010619010134

Мезоскопическая модель конденсации металлического пара

А. Е. Коренченко, А. Г. Воронцов, Б. Р. Гельчинский

АННОТАЦИЯ

Построена вычислительная схема для мезоскопического описания процесса нуклеации на основе статистического анализа результатов молекулярно-динамического моделирования пересыщенного металлического пара. Параметры, входящие в уравнения скорости роста кластеров и тепловыделения при конденсации, найдены прямым статистическим подсчетом в методе молекулярной динамики. Результаты скорости формирования кластеров, полученные методом молекулярной динамики, хорошо согласуются с разработанной численной моделью.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

мультимасштабное моделирование, конденсация, металлические кластеры.

DOI: 10.1134/S0235010619010080

Модельное исследование взаимодействия жидкого металла и дисперсных стальных включений при литье по газифицируемым моделям

Б. С. Воронцов, Н. В. Нестеров

АННОТАЦИЯ

Разработана математическая модель взаимодействия жидкого металла с внедренными в пенополистирол литейной модели металлическими включениями, учитывающая кинетику заполнения формы, влияние термодеструкции пенополистирола и теплообмен основного сплава и материала наполнителя. Приведены результаты эксперимента по получению опытных образцов литьем по газифицированным моделям, подтверждающие прогнозы математического моделирования.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

математическая модель, взаимодействие металлических частиц с расплавом, локальное легирование, литье по газифицированным моделям, композиционные материалы.

DOI: 10.1134/S0235010618050158