Размерные зависимости теплофизических свойств наночастиц. Энтропия и теплота плавления

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В рамках термодинамической теории фазовых равновесий в дисперсных системах получены размерные зависимости скачков энтропии и теплоты плавления частиц (в том числе нанометрового диапазона) при строгом и последовательном учете поверхностных явлений при подходе с разделяющими поверхностями. Рассмотрение проведено при учете размерных зависимостей молярного объема, температуры плавления и межфазного натяжения. По полученным соотношениям выполнены расчеты для сферических наночастиц натрия и олова. Из них следует уменьшение энтропии и теплоты плавления с уменьшением размера наночастиц. Результаты хорошо согласуются с имеющимися в литературе экспериментальными и расчетными данными.

About the authors

А. Кузамишев

ФГБОУ ВО “Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова”

Email: sh-madina@mail.ru
Россия, Нальчик

М. Шебзухова

ФГБОУ ВО “Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова”

Author for correspondence.
Email: sh-madina@mail.ru
Россия, Нальчик

К. Бжихатлов

ФГБОУ ВО “Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова”

Email: sh-madina@mail.ru
Россия, Нальчик

References

  1. Радунер Э. Размерные эффекты в наноматериалах. М.: Техносфера, 2010. 367 с.
  2. Jiang Q., Shi F.G. Entropy for Solid–Liquid Transition in Nanocrystals // Mater. Lett. 1998. V. 37. P. 79.
  3. Jiang Q., Yang C.C., Li J.C. Melting Enthalpy Depression of Nanocrystals // Mater. Lett. 2002. V. 56. P. 1019.
  4. Shandiz M.A., Safaci A. Melting Entropy and Enthalpy of Metallic Nanoparticles // Mater. Lett. 2008. V. 62. P. 3954.
  5. Сумм Б.Д. Основы коллоидной химии. М.: Академия, 2006. 240 с.
  6. Андриевский Р.А. Основы наноструктурного материаловедения. М.: Бином, 2012. 252 с.
  7. Singh M., Taele B.M., Patel G. Effect of Shape and Size on Curie Temperature, Debye Frequency, Melting Entropy and Enthalpy of Nanosolids // Orient. J. Chem. 2018. V. 34. № 5. P. 2282.
  8. Regel A.R., Glazov V.M. Entropy of Melting of Semiconductors // Semiconductors. 1995. V. 29. P. 405.
  9. Qi W.H., Wang M.P., Liu Q.H. Shape Factor of Nonspherical Nanoparticles // Mater. Sci. 2005. V. 40. P. 2737.
  10. Цю Я., Лью В., Чжан В., Чжай Ч. Теоретическое изучение влияния размерного фактора на энтропию и энтальпию плавления для наночастиц олова, серебра, меди и индия // ФММ. 2019. Т. 120. № 5. С. 451.
  11. Kumar R., Sharma G., Kumar M. Effect of Size and Shape on the Vibrational and Thermodynamic Properties of Nanomaterials // J. Thermodyn. 2013. V. 5. P. 5.
  12. Сдобняков Н.Ю., Комаров П.В., Колосов А.Ю., Новожилов Н.В., Соколов Д.Н., Кульпин Д.А. Расчет размерных зависимостей теплоты плавления наночастиц металлов // Конденсированные среды и межфазные границы. 2013. Т. 15. № 3. С. 337.
  13. Сдобняков Н.Ю., Соколов Д.Н., Мясниченко В.С., Базулев А.Н. Расчет размерных зависимостей теплот плавления и кристаллизации наночастиц металлов В сб.: Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов / Под ред. Самсонова В.М. Тверь: ТГУ, 2014. Вып. 6. С. 342.
  14. Самсонов В.М., Сдобняков Н.Ю., Васильев С.А., Соколов Д.Н. О размерной зависимости теплоты плавления металлических нанокластеров // Изв. РАН. Сер. физическая. 2016. Т. 80. № 5. С. 547.
  15. Кузамишев А.Г., Шебзухова М.А., Бжихатлов К.Ч., Шебзухов А.А. Размерные зависимости теплофизических свойств наночастиц. Поверхностное натяжение // ТВТ. 2022. Т. 60. № 3. С. 343.
  16. Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления. Л.: Химия, 1967. 388 с.
  17. Шебзухова М.А., Шебзухов А.А. Размерные зависимости межфазного натяжения на границе твердое‒жидкость и температуры плавления металлических наночастиц // Изв. РАН. Сер. физическая. 2012. Т. 76. № 7. С. 863.
  18. Шебзухов З.А., Шебзухова М.А., Шебзухов А.А. Поверхностное натяжение и поверхностная энергия металлических наночастиц // Изв. Каб.-Балк. ун-та. 2010. № 7. С. 17.
  19. Скрипов В.П., Файзуллин М.З. Фазовые переходы кристалл‒жидкость‒пар и термодинамическое подобие. М.: Физматлит, 2003. 160 с.
  20. Vogelsberger W.J., Marx G. Zur Krümmungsabhängigkeit der Oberflächenspannung kleiner Tröpfchen // Z. Phys. Chem. 1976. Bd. 257. № 3. S. 580.
  21. Vogelsberger W.J., Sonnefeld J., Rudakoff G. Thermodynamic Considerations on the Stability of Colloidal Dispersions with Ionizable Surface Groups Like Silica Sols // Z. Phys. Chem. 1985. V. 226. P. 225.
  22. Скрипов В.П., Файзуллин М.З. Поведение скачков объема и энтропии на линии плавления и на ее низкотемпературном продолжении // Фазовые превращения в метастабильных системах. Екатеринбург: УНЦ АН СССР, 1983. С. 18.
  23. Глазов В.М., Лазарев В.Б., Жаров В.В. Фазовые диаграммы простых веществ. М.: Наука, 1980. 271 с.
  24. Станкус С.В., Хайрулин Р.А. Плотность сплавов системы олово–свинец в твердом и жидком состояниях // ТВТ. 2006. Т. 44. № 3. С. 393.
  25. Safaei A., Shandiz M.A. Size-dependent Thermal Stability and the Smallest Nanocrystal // Phys. E. 2009. V. 41. P. 359.
  26. Lai S.L., Guo J.V., Petrova V., Ramanathal G., Allen L.H. Size-dependent Melting Properties of Small Tin Particles: Nanocalorimetric Measurements // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 99.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (101KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 А.Г. Кузамишев, М.А. Шебзухова, К.Ч. Бжихатлов

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies