|
Архив публикацийТезисыXVII-ая конференцияМоделирование формо- и фазообразования малых частиц электролитического происхожденияРоссия, 445667, Самарская обл., г. Тольятти, ул.Белорусская, 14, Тольяттинский государственный университет, каф. Прикладной математики и информатики 1 стр. (принято к публикации)Исследование механизмов формо- и фазообразования малых металлических частиц (ММЧ), получаемых на начальных этапах процесса электрокристаллизации, является весьма актуальным. Например, увеличение пор, наблюдающееся при росте микрокристаллов, может оказаться полезным при получении пористых материалов, катализаторов, адсорбентов и нежелательным при создании металлических покрытий и пленок. Для моделирования формо- и фазообразования ММЧ авторы взяли за основу теорию тепло-массопереноса, теорию перколяции [1] и теорию клеточных автоматов. Однако обычная модель ячеечной перколяции в данном случае является весьма упрощенной и не описывает адекватно многоступенчатых механизмов образования кристаллов сложной формы. Авторами предложено моделировать процессы формо- и фазообразования ММЧ, связанные с появлением и модификацией их внутренних и внешних границ, на основе задания параметра связности. В рамках модели клеточных автоматов каждая клетка имеет определенный размер и является пространственным кубом, количество атомов в котором изменяется в процессе диффузии. Соответственно, изменяется свободный объем и пространственная связность с соседними клетками автомата. Наличие связности по трем направлениям анализируется на каждом шаге построения модели диффузии путем сравнения коэффициента связности с пределами перколяции. Для идентификации кластеров и определения порога перколяции классический алгоритм Хошена-Копельмана [2] был модифицирован. Результаты моделирования показали, что трехмерный предел перколяции задает предельное значение свободного объема, при котором вещество клетки находится в конденсированном состоянии внутри частицы, двумерный определяет предельное значение свободного объема, при котором клетка находится в связном состоянии на поверхности частицы, при этом поверхность может быть как внешней, так и внутренней. В случае, когда значение свободного объема превышает предел трехмерной перколяции для внутренних клеток, высока вероятность зарождения поры, которая моделировалась появлением внутренней границы и стока вакансий. Полученные результаты соответствуют экспериментальным данным. Работа выполнена по заданию МО в рамках тем. плана университета № 01.2.00 951120.
Литература. 1. Stauffer D., Aharony A. Introduction to Percolation Theory. Taylor & Francis, 1992. 2. Hoshen J., Kopelman R. Percolation and cluster distribution // Phys. Rev. B. Vol. 14, № 8, 1976, pp. 3438-3445. |
