Рис. 2. Поверхностная энергия сферической частицы сплава AlB при различ-
ных значениях объемной доли бора
Выводы.
В рамках метода функционала электронной плотности
с использованием модели однородного фона и бесструктурного псев-
допотенциала получены приближенные соотношения, позволяющие
оценить вклад в поверхностную энергию ультрадисперсных частиц
металлов и сплавов, связанный с релаксацией профиля электронного
газа, для широкого диапазона размеров. Показано, что для металлов
с большим значением электронной плотности этот вклад оказывается
доминирующим и увеличивается при уменьшении радиуса частицы.
Повышение поверхностной энергии ультрадисперсных частиц стано-
вится заметным при значении их радиуса менее 10 нм, что согласуется
с экспериментальными данными проявления избыточной энергии ча-
стиц при диаметре
0
,
01
мкм. В пределе больших радиусов частиц
выведенные соотношения переходят в соответствующее выражение
для поверхностной энергии объемного металла, хорошо согласующе-
еся с экспериментальными данными.
Для уточнения расчетов можно учесть релаксацию приповерхност-
ных атомных слоев и образование метастабильных состояний при
уменьшении размера частиц, используя вместо однородного положи-
тельного фона более сложную зависимость для функции плотности
заряда ионного остова. Отметим, что в полученных соотношениях не
учтено изменение классической энергии раскалывания при переходе
от плоской поверхности к сферической.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. И л ь и н А. П., Я б л у н о в с к и й Г. В., Г р о м о в А. А., П о п е н к о Е. М.,
Б ы ч и н Н. В. Горение аэрогелей смесей сверхтонких порошков алюминия и
бора // ФГВ. – 1999. – T. 35, № 6. – С. 61–64.
46
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2009. № 2
