二元納米微粒有序無序轉(zhuǎn)變和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的熱力學(xué)研究.pdf

1、在前期工作的基礎(chǔ)上，建立了雙金屬納米合金的吉布斯自由能和表面原子吉布斯自由能模型，利用此模型研究了二元納米微粒的有序無序轉(zhuǎn)變和表面有序無序轉(zhuǎn)變。進(jìn)一步，將鍵能模型推廣至預(yù)測核殼結(jié)構(gòu)納米微粒的結(jié)合能，在此基礎(chǔ)上研究了雙金屬核殼結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)穩(wěn)定性。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　?。ㄒ唬┩ㄟ^考慮二元納米微粒的組態(tài)熵、納米微粒表面原子的振動(dòng)能和振動(dòng)熵，通過引入形狀因子，建立起依賴于尺寸和形狀的納米合金的吉布斯自由能和表面原子的吉布斯自由能。

2、基于轉(zhuǎn)變點(diǎn)，有序相和無序相吉布斯自由能相等，推導(dǎo)出有序無序轉(zhuǎn)變溫度的表達(dá)式。研究了CoPt、FePt納米合金粒子的有序無序轉(zhuǎn)變溫度的尺寸效應(yīng)和形狀效應(yīng)。并對FePt表面原子有序無序轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行了預(yù)測，計(jì)算出實(shí)驗(yàn)退火溫度的上限;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，二元無序納米微粒的有序化始于表面。
　?。ǘⅲㄒ唬┙⒌募妓棺杂赡芎捅砻嬖蛹妓棺杂赡苣Ｐ屯茝V到納米固體（包括納米粒子、納米線、納米薄膜以及納米盤）。在此基礎(chǔ)上，研究了CoPt納米線、

3、納米盤和FePt納米薄膜的有序無序轉(zhuǎn)變。研究發(fā)現(xiàn)，微粒尺寸大于2nm時(shí)，F(xiàn)ePt納米固體的相對轉(zhuǎn)變溫度差等于相對有序化焓差。納米粒子、納米薄膜和納米線的相對轉(zhuǎn)變溫度差的比值滿足3∶2∶1的關(guān)系。
　?。ㄈ┗趩钨|(zhì)鍵能模型的思路，通過考慮核殼結(jié)構(gòu)二元納米微粒不同區(qū)域（核、殼和界面）對結(jié)合能貢獻(xiàn)的差異，建立起預(yù)測核殼結(jié)構(gòu)二元納米微粒的的鍵能模型。進(jìn)一步計(jì)算了核殼結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)穩(wěn)定性以及熔化溫度。研究發(fā)現(xiàn)，對于二元PdPt的納米微粒，P