【摘 要】
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双元金属纳米颗粒具有不同于块体合金或单组份金属纳米颗粒的独特物理化学性能[1,2].Ni-Au双元纳米颗粒由于其优异的催化、光学、磁学等性能,具有广泛的应用前景[3,4].本文以嵌入原子势为基础,采用分子动力学方法研究了在升/降温过程中,三种典型的不同原子比的Ni-Au纳米颗粒(Ni@Au、Au@Ni和合金化NiAu)结构演变过程和原子扩散行为.研究结果表明：在升温过程,相对Au@Ni和合金化的N
【机 构】
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北京航空航天大学物理系,北京 100191
【出 处】
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第十四届全国青年材料科学技术研讨会
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双元金属纳米颗粒具有不同于块体合金或单组份金属纳米颗粒的独特物理化学性能[1,2].Ni-Au双元纳米颗粒由于其优异的催化、光学、磁学等性能,具有广泛的应用前景[3,4].本文以嵌入原子势为基础,采用分子动力学方法研究了在升/降温过程中,三种典型的不同原子比的Ni-Au纳米颗粒(Ni@Au、Au@Ni和合金化NiAu)结构演变过程和原子扩散行为.研究结果表明：在升温过程,相对Au@Ni和合金化的NiAu纳米颗粒,Ni@Au纳米颗粒的熔点明显提高.通过对纳米颗粒原子演化过程进行分析,发现不同结构的纳米颗粒具有不同的熔化行为.特别是对于Au@Ni纳米颗粒,发现了Au核先熔化,然后整个纳米颗粒再熔化的特殊的两步熔化过程以及由于Au原子偏聚到纳米颗粒的表面,使纳米颗粒出现其能量随温度的升高而降低的新奇现象.在降温过程中,纳米颗粒从熔融态降温到300K,相同原子比而结构不同的纳米颗粒最终得到相似的结构,Au0.1Ni0.9和Au0.9Ni0.1纳米颗粒形成了面心立方结构,而Au0.3Ni0.7,Au0.5Ni0.5和Au0.7Ni0.3形成了无定型的结构.从原子层次研究Ni-Au纳米颗粒的热力学性能和结构演化过程,将对双元金属纳米颗粒的制备,结构的热力学控制提供有意义的理论指导,并对纳米颗粒在高温环境中的应用提供理论基础.
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