Проблема вибору першої фази в реакції між наноплівками нікеля та алюмінію

В. М. Безпальчук, С. В. Марченко, О. М. Римар, О. О. Богатирьов, А. М. Гусак

Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, бульв. Шевченка, 81, 18031 Черкаси, Україна

Отримано: 24.06.2014; остаточний варіант - 29.09.2014. Завантажити: PDF

Методами феноменологічного моделювання та молекулярної динаміки визначено фазу, яка має з’явитися першою при реакційній дифузії між наноплівками ніклю й алюмінію. Показано, що в разі безпосереднього контакту чистого ніклю та чистого алюмінію за температур вище 700 К першою проміжною фазою має бути рідкий розчин. Виконано пряме моделювання методою молекулярної динаміки, яке підтверджує зниження температури топлення алюмінію за розчинення в ньому ніклю. Представлено комп’ютерний модель процесу напорошення атомів Ніклю на поверхню наноплівки з атомів Алюмінію. Показано вплив температури й густини потоку на процес напорошення і формування структур в області контакту. Встановлено, що у випадку напорошення при достатньо високій температурі в зоні контакту виникає впорядкована фаза з ОЦК-ґратницею, присутність якої запобігає контактному топленню.

Ключові слова: наноплівки, конкуренція фаз, метастабільна фазова діяграма, молекулярна динаміка, метода зануреного атома, CALPHAD.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v37/i01/0087.html

PACS: 02.70.Ns, 05.70.Ln, 68.35.Fx, 81.15.Aa, 81.30.Bx, 82.33.Pt, 82.60.Lf


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. A. G. Merzhanov and A. S. Mukasyan, Tverdoplamennoe Gorenie [Solid-Flaming Burning] (Moscow: Torus Press: 2007) (in Russian).
  2. A. Ustinov, L. Olikhovska, T. Melnichenko, and A. Shyshkin, Surf. Coat. Tech., 202: 3832 (2008). Crossref
  3. P. E. Specht, N. N. Thadhani, and T. P. Weihs, J. Appl. Phys., 111: 073527 (2012). Crossref
  4. S. Shiomo, M. Miyake, T. Hirato, and A. Sato, Mater. Trans., 6: 1216 (2011). Crossref
  5. K. G. Kumar, Sivarao, and T. J. Sahaya Anand, IJET–IJENS, 11, No. 1: 208 (2011).
  6. M. M. P. Janssen and G. D. Rieck, Trans. Metall. Soc. AIME, 239: 1372 (1967).
  7. M. M. P. Janssen, Metall. Trans., 4: 1623 (1973).
  8. A. Paul, A. A. Kodentsov, and F. J. J. van Loo, Acta Mater., 52: 4041 (2004). Crossref
  9. T. Jeske, G. Schmitz, and R. Kirchheim, Mat. Sci. Eng. A., 270, No. 1: 64 (1999). Crossref
  10. F. Baras and O. Politano, Phys. Rev. B, 84: 024113 (2011). Crossref
  11. A. S. Rogachev, S. G. Vadchenko, F. Baras, O. Politano, S. Rouvimov, N. V. Sachkova, and A. S. Mukasyan, Acta Mater., 66: 86 (2014). Crossref
  12. T. V. Zaporozhets, A. M. Gusak, Ya. D. Korol, and A. I. Ustinov, International Journal of Self-Propagating High Temperature Synthesis, 22, No. 4: 222 (2013). Crossref
  13. W. Huang and Y. A. Chang, Intermetallics, 6, No. 6: 487 (1998). Crossref
  14. A. T. Dinsdale, CALPHAD, 15, No. 4: 317 (1991). Crossref
  15. Yang Hong, Lü Yong Jun, Chen Min, and Guo Zeng Yuan, Science in China. Series G: Physics, Mechanics & Astronomy, 50, No. 4: 407 (2007).
  16. G. P. Purja Pun and Y. Mishin, Philos. Mag., 89: 3245 (2009). Crossref
  17. Chen Gang, Zhang Peng, and Liu Hong Wei, Journal of Nanomaterials, 2013, Article ID 486527, 7 p. (2013); doi:10.1155/2013/486527. Crossref
  18. Y. Mishin, M. J. Mehl, and D. A. Papaconstantopoulos, Phys. Rev. B, 65: 224114 (2002). Crossref