ON THE PROCESSES OF SEGREGATION AND STABILITY OF BIMETALLIC NANOPARTICLES Ni@Ag AND Ag@Ni

Abstract

В данной работе методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи исследовались биметаллические наночастицы Ni@Ag и Ag@Ni с общим количеством атомов 4000. Установлены закономерности сегрегации и структурообразования, описаны их характерные особенности. На основе анализа поведения калорических зависимостей потенциальной части удельной внутренней энергии определялась температура плавления и кристаллизации. Полученные данные позволяют говорить о том, что процессы сегрегации, в частности степень ее выраженности в наночастицах Ni@Ag и Ag@Ni, связаны со стабильностью этих наночастиц. Выше 900 K оболочка из серебра теряет свою стабильность, тогда как ядро никеля остается твердым и сохраняет свою структуру. При этом в наночастице Ni@Ag процессы поверхностной сегрегации атомов ядра были менее выражены, тогда как в наночастице Ag@Ni атомы серебра активно сегрегировали на поверхность наночастицы. Проанализированы особенности и принципиальные различия в процессах плавления и кристаллизации данных наносистем, а так же температурные диапазоны их стабильности. Показана связь между степенью интенсивности сегрегационных процессов наносплавов в ходе моделирования и стабильностью этих систем. This work studied bimetallic nanoparticles Ni@Ag and Ag@Ni with the total number of atoms 4000 by the molecular dynamics method using the tight-binding potential. The pattern of segregation and structural formation is established and its characteristics are described. Based on the analysis of the behavior of the calorie curves of the potential part of the internal energy, the melting and crystallization temperature was determined. The data obtained suggest that the processes of segregation in Ni@Ag and Ag@Ni nanoparticles are associated with the nanoparticle stability. The silver shell loses its stability above 900 K, while the nickel core remains solid and retains its structure. At the same time, in Ni@Ag nanoparticles the processes of the surface segregation of the nucleus atoms were less pronounced, whereas in Ag@Ni nanoparticles silver atoms actively segregated onto the surface of the nanoparticle. The features and fundamental differences in the processes of melting and crystallization of these nanosystems, as well as the temperature ranges of their stability, are analyzed. The relationship between the degree of intensity of segregation processes of nanoalloys during modeling and the stability of these systems is shown.