本文關(guān)鍵詞：銅—銀納米合金的結(jié)構(gòu)與相變特性研究

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【摘要】：多組元的金屬納米粒子通常稱(chēng)為“納米合金”。與單組元納米團(tuán)簇相比,納米合金體現(xiàn)出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與特性,且基于大塊合金體系的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)所獲得的關(guān)于合金形成與相穩(wěn)定性的結(jié)論在納米尺寸下往往不再適用。納米合金的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)強(qiáng)烈依賴(lài)于其組成成分、尺寸以及粒子排布,為研究其電、光、磁以及化學(xué)性質(zhì)提供了理想的模型系統(tǒng)。銅銀納米合金在催化、光學(xué)等領(lǐng)域已被證明具有廣泛的應(yīng)用前景,目前,通過(guò)實(shí)驗(yàn)制備或理論模擬來(lái)研究銅銀納米合金的形成與相變機(jī)制已成為國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。本文使用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法,進(jìn)行了不同組成成分、不同尺寸的銅銀納米合金形成與相變過(guò)程的模擬,通過(guò)徑向?qū)Ψ植己瘮?shù)、勢(shì)能曲線(xiàn)以及均方根位移等參數(shù)分析模擬過(guò)程與最終結(jié)構(gòu),研究成分比例與尺寸與納米合金結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律,以及納米合金相變的機(jī)制。論文還采用磁控等離子體氣體聚集方法制備銅銀納米合金樣品,通過(guò)掃描透射電子顯微鏡進(jìn)行表征,分析團(tuán)簇結(jié)構(gòu)與元素組分,并與模擬結(jié)果對(duì)比,對(duì)納米合金的形成與相變過(guò)程進(jìn)行初步的探討,為實(shí)現(xiàn)納米合金的可控制備與性質(zhì)剪裁提供依據(jù)。研究表明,Cu/Ag納米合金存在Cu核Ag殼的核殼結(jié)構(gòu),表面為Ag原子層的Cu、Ag交替多層結(jié)構(gòu),以及表面為Ag原子層包裹的Cu小團(tuán)簇和Ag小團(tuán)簇均勻混合結(jié)構(gòu)。Cu/Ag納米合金的結(jié)構(gòu)受到團(tuán)簇中的Cu、Ag成分比例以及團(tuán)簇尺寸的重要影響。在Ag含量較少時(shí),團(tuán)簇將傾向于形成核殼結(jié)構(gòu),Ag含量增加后則會(huì)形成三層或Cu-Ag小團(tuán)簇混合結(jié)構(gòu)；隨著團(tuán)簇尺寸的增加,更傾向于形成Cu-Ag小團(tuán)簇混合結(jié)構(gòu)。核殼結(jié)構(gòu)的Cu/Ag納米合金具有較高的熱穩(wěn)定性,是一種體系能量較低的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),相比之下,三層或Cu-Ag小團(tuán)簇混合結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性將受到成分比例的極大影響。
【關(guān)鍵詞】：銅銀納米合金 結(jié)構(gòu) 分子動(dòng)力學(xué)模擬 氣相生長(zhǎng)
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1;TG146.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-25
• 1.1 納米合金形成與相變的實(shí)驗(yàn)研究及應(yīng)用情況10-14
• 1.2 納米合金團(tuán)簇的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究情況14-16
• 1.3 本文研究目的和內(nèi)容16-20
• 參考文獻(xiàn)20-25
• 第二章 分子動(dòng)力學(xué)方法理論基礎(chǔ)25-45
• 2.1 分子動(dòng)力學(xué)基本原理26-27
• 2.2 原子間相互作用勢(shì)函數(shù)27-32
• 2.3 MD模擬的粒子系綜32-35
• 2.4 MD模擬中的初始設(shè)置35-36
• 2.5 從微觀模擬結(jié)果計(jì)算宏觀物理量36-37
• 2.6 MD模擬結(jié)果的分析手段37-39
• 2.7 LAMMPS程序39
• 2.8 LAMMPS計(jì)算流程39-42
• 參考文獻(xiàn)42-45
• 第三章 銅銀納米合金形成過(guò)程的MD模擬45-58
• 3.1 模擬初始模型46-47
• 3.2 模擬過(guò)程47-48
• 3.3 模擬結(jié)果分析48-56
• 3.3.1 組成成分對(duì)銅銀納米合金形成的影響48-52
• 3.3.2 團(tuán)簇尺寸對(duì)銅銀納米合金形成的影響52-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 參考文獻(xiàn)57-58
• 第四章 銅銀納米合金相變過(guò)程的MD模擬58-66
• 4.1 模擬初始模型58
• 4.2 模擬過(guò)程58-59
• 4.3 模擬結(jié)果分析59-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 參考文獻(xiàn)65-66
• 第五章 銅銀合金團(tuán)簇的實(shí)驗(yàn)制備與顯微分析66-76
• 5.1 磁控濺射束流沉積系統(tǒng)66-67
• 5.2 團(tuán)簇的產(chǎn)生原理67
• 5.3 銅銀納米合金的制備67-68
• 5.4 銅銀納米合金的顯微分析68-74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 參考文獻(xiàn)75-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-79
• 6.1 本文主要結(jié)論76-77
• 6.2 未來(lái)研究展望77-79
• 攻讀碩士期間學(xué)術(shù)成果79-80
• 致謝80-81

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 李欒菊;吳海耀;馬瑞娜;武建軍;曹曉明;;Fe_2B合金在液鋅中腐蝕的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

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本文編號(hào)：872172