ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ АТОМАМИ Al–C НА МЕЖФАЗНОЙ ГРАНИЦЕ АЛЮМИНИЙ-УГЛЕРОДНАЯ НАНОЧАСТИЦА

10.25712/ASTU.1811-1416.2023.04.011

Аннотация

Предложена аналитическая модель взаимодействия между атомами Al и C на межфазных границах, образованных алюминием и углеродными наночастицами. Модель удобна для практического использования при расчете свободной энергии межфазной границы, которая является существенной для нанокомпозитов и определяет их механические, теплофизические и другие свойства. В работе рассмотрены наночастицы различной структуры, нашедшие применение при разработке алюмоматричных композитов: фуллерены различных диаметров, однослойные углеродные нанотрубки металлического и полупроводникового типов, различных радиусов и хиральности, графен и графит. Предложенная в работе модель использует потенциал Леннарда-Джонса и предполагает приближенный учет влияния локальной структуры наночастицы на взаимодействие пар атомов алюминия и углерода путем введения дополнительных параметров. В настоящей работе в качестве величины, определяющей глубину и расположение потенциальной ямы, принята средняя локальная кривизна поверхности наночастицы. Работа дополнена исследованием межфазного взаимодействия в рамках теории функционала плотности. Путем сравнения результатов вычислений, выполненных с использованием приближений различного уровня точности, установлены границы применимости предложенного потенциала и показана возможность его применения для исследования межфазного взаимодействия в нанокомпозитах на основе алюминия и наноуглерода.