Аннотация:
Предложена физико-математическая модель для описания плавления наноразмерных частиц алюминия и золота в рамках однофазной задачи Стефана с учетом экспериментально установленного факта снижения температуры плавления при уменьшении радиуса частиц. Определены зависимости времени плавления наночастиц алюминия и золота от радиуса и температуры окружающей среды. Установлено, что при одинаковых отношениях температуры окружающей среды к температуре плавления отношение времени плавления частиц алюминия к времени плавления частиц золота остается примерно постоянным и равным 4.
Ключевые слова:
математическое моделирование, наночастицы, плавление, задача Стефана.
Образец цитирования:
А. В. Фёдоров, А. В. Шульгин, “Математическое моделирование плавления наноразмерных частиц металла”, Физика горения и взрыва, 47:2 (2011), 23–29; Combustion, Explosion and Shock Waves, 47:2 (2011), 147–152
Xiaoya Chang, Qingzhao Chu, Dongping Chen, “Monitoring the melting behavior of boron nanoparticles using a neural network potential”, Phys. Chem. Chem. Phys., 25:18 (2023), 12841
Marcin Łapiński, Robert Kozioł, Wojciech Skubida, Piotr Winiarz, Rowa Mahjoub Yahia Elhassan, Wojciech Sadowski, Barbara Kościelska, “Transformation of bimetallic Ag–Cu thin films into plasmonically active composite nanostructures”, Sci Rep, 13:1 (2023)
Yunya Feng, Xiaocun Wang, Fei Xiao, “Low-temperature calcination of convenient micro-sized copper ink with surface activation and synchronous protection by in-situ chemisorbed cupric formate”, J Mater Sci: Mater Electron, 33:24 (2022), 19297
T.G. Myers, M.G. Hennessy, M. Calvo-Schwarzwälder, “The Stefan problem with variable thermophysical properties and phase change temperature”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 149 (2020), 118975
Suset Rodríguez-Alemán, Ernesto M. Hernández-Cooper, José A. Otero, “Consequences of total thermal balance during melting and solidification of high temperature phase change materials”, Thermal Science and Engineering Progress, 20 (2020), 100750
Mustafa Turkyilmazoglu, “Stefan problems for moving phase change materials and multiple solutions”, International Journal of Thermal Sciences, 126 (2018), 67
A V Fedorov, S A Lavruk, “An influence of expressions for thermophysical parameters on calculation results of melting and detonation combustion of aluminum suspensions”, J. Phys.: Conf. Ser., 1128 (2018), 012069
M. Hou, “Solid–liquid and liquid–solid transitions in metal nanoparticles”, Phys. Chem. Chem. Phys., 19:8 (2017), 5994
A. V. Fedorov, A. V. Shul'gin, S. A. Lavruk, “Investigation of the physical properties of iron nanoparticles in the course of the melting and solidification”, Phys. Metals Metallogr., 118:6 (2017), 572
T.G. Myers, “Mathematical modelling of phase change at the nanoscale”, International Communications in Heat and Mass Transfer, 76 (2016), 59
H. Ribera, T. G. Myers, “A mathematical model for nanoparticle melting with size-dependent latent heat and melt temperature”, Microfluid Nanofluid, 20:11 (2016)