纳米镍团簇表面性质及能量的分子动力学研究
Chemistry（2022）
摘要
在单分散金属纳米粒子制备过程中,金属烧结现象需要尽量避免.烧结与诸多因素有关,其中金属纳米粒子的表面性质和能量对烧结作用有着重要影响.本工作利用分子动力学,以4种不同粒径的金属Ni纳米团簇为研究对象,在COMPASS力场下对不同温度下其表面积、扩散性质、表面能以及比表面能等进行了计算.结果显示,随着温度从300K升至1000K,纳米团簇的表面积稍微增加了约5％,表面层扩散系数显著增加了约3个数量级,表面能量升高了约15％,同时表面层与体相的能量差明显增加了近3倍.比表面能定义为增加单位表面积所引起的表面能的增量.计算结果表明,700K时团簇的比表面能比镍熔点处的表面张力高出约3个数量级,预示着团簇烧结具有强大的推动力.比表面能随温度升高以及粒径增大而下降,与热力学原理相一致.
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