TO THE PROBLEM OF APPLICABILITY OF THE TAMMAN TEMPERATURE CONCEPT TO NANOSIZED OBJECTS: TO THE 160TH ANNIVERSARY OF GUSTAV TAMMAN

Abstract

Во введении представлен краткий критический обзор имеющихся интерпретаций температуры Таммана, обычно определяемой как T = 0,5T, и температуры Хюттига T = 0,3T, где T - макроскопическое значение температуры плавления материала. Для наночастиц предложено в указанных выше определяющих соотношениях заменить T на температуру плавления малого объекта T, т.е. определить T как 0,5T, а T как 0,3T. В молекулярно-динамических экспериментах на наночастицах Au, осуществленных с помощью LAMMPS, было установлено, что при температуре T=T как в центральной части ГЦК-наночастицы, так и в её поверхностном слое возникают локальные очаги квазикристаллической структуры, которые попеременно идентифицируются программой OVITO то как имеющие кристаллическую структуру, то как не имеющие кристаллической упорядоченности. Однако, вопреки мнению Э. Рукенштейна (1984), при T=T жидкий слой на поверхности кристаллической наночастицы еще не образуется. Вместе с тем в наших молекулярно-динамических экспериментах не обнаружено какое-либо проявление температуры Хюттига T в структуре кристаллических наночастиц Au. The introduction provides a brief critical review of the available definitions and interpretations of the Tamman temperature, usually defined as T = 0,5T, and of the Hüttig temperature T = 0,3T where T is the macroscopic value of the melting point of the material. For a nanoparticle we propose to replace in the above relations T by the melting temperature of the small object T , i.e. to define T as 0,5T and T as 0,3T . In our molecular dynamics experiments on Au nanoparticles, carried out using the LAMMPS program, we found that at the temperature T = T , in both the central part of the fcc nanoparticle (the core) and in its surface layer (the shell), some local species of a quasicrystalline structure appear which are alternately identified either as crystalline or as non-crystalline by the OVITO program. However, contrary to opinion of E. Rukenstein (1984), at T = T , a liquid layer on the surface of the crystalline nanoparticle is not formed yet. However, a liquid-like layer was gradually developed in the course of the further temperature elevation. At the same time, in our molecular dynamics experiments we did not reveal any manifestation of the Huttig temperature T in the structure of crystalline Au nanoparticles reproduced in our molecular dynamics experiments. It is also of interest that in our molecular dynamics experiments the nanoparticle sintering took place not only above the Tammann temperature but below it as well.