ИСТИНА

Развитие технологии наноматериалов и расширение области их применения требует систематических исследований физических и химических свойств наночастиц, а также фазовых превращений в системах нанометрового размера. Для таких систем характерен эффект формы – зависимость количества, состава и объема стабильных и метастабильных фаз от формы системы и ее внутренних границ раздела. В общем случае наночастицы имеют сложную геометрическую конфигурацию и могут быть описаны методами фрактальной геометрии. Методами равновесной химической термодинамики продемонстрировано влияние объема и формы наночастиц системы Pt-Au эквимолярного состава на фазовые превращения в них. Компоненты данной системы ограниченно растворимы в твердом состоянии. В качестве критерия равновесного фазового состава рассматривался минимум функции Гиббса системы с учетом энергетического вклада всех границ раздела. Предполагалось, что в наночастицах реализуется конфигурация типа core-shell, и показано, что в core-shell-структуре возможны два термодинамически устойчивых гетерогенных состояния, отличающиеся тем, какой из сосуществующих твердых растворов находится в положении core-фазы. В системе макроскопического размера данные состояния имеют одинаковую свободную энергию. В частицах нанометрового размера состояние с core-фазой на основе Au имеет большую поверхностную энергию и является метастабильным. Равновесные составы и объемы сосуществующих фаз в этих состояниях отличаются и зависят как от объема наночастицы, так и от ее формы. Полученные результаты представляют интерес при прогнозировании зависимых от фазового состава свойств отдельных наночастиц и наноматериалов (электрических, термоэлектрических, каталитических и т.д.), а также при оптимизации процессов получения наноматериалов методами аддитивных технологий, последующей термической и термомеханической обработок