bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
CONSTRUCTION OF A LATTICE MONTE CARLO MODEL OF LAYER-BY-LAYER GROWTH OF BIMETALLIC NANOPARTICLES
Authors: Мясниченко Владимир Сергеевич , Соколов Денис Николаевич , Базулев Анатолий Николаевич , Непша Никита Игоревич , Ершов Павел Михайлович , Сдобняков Николай Юрьевич 
Published: December 2022

На базе программного обеспечения Metropolis реализована решеточная статистическая модель послойного роста биметаллических наночастиц. В качестве примера в данной работе анализируется два типа решеток: ГЦК и декаэдрическая. На их основе моделируется рост свободных наночастиц Au-Ag в трёх режимах, различающихся этапами роста: добавляется 3, 4 либо 7 биметаллических слоев. Межатомное взаимодействие задаётся потенциалом сильной связи, однако построенная модель не исключает возможности использования других модификаций апробированных многочастичных потенциалов. Анализируется изменение в процессе послойного роста удельной потенциальной энергии наночастиц целиком и атомов золота. Исследуется зависимость числа смешанных связей от номера слоя для всей наночастицы и для подсистемы золота.
Based on the Metropolis software, a lattice statistical model of the layer-by-layer growth of bimetallic nanoparticles has been implemented. As an example, this paper analyzes two types of lattices: fcc and decahedral. On their basis, the growth of free Au-Ag nanoparticles is modeled in three modes that differ in growth stages: 3, 4, or 7 bimetallic layers are added. The interatomic interaction is set by the tight-binding potential, however, the constructed model does not exclude the possibility of using other modifications of the proven many-particle potentials. The change in the specific potential energy of entire nanoparticles and gold atoms during layer-by-layer growth is analyzed. The dependence of the number of mixed bonds on the layer number is studied for the entire nanoparticle and for the gold subsystem.
MOLECULAR DYNAMIC SIMULATION OF HEATING OF TITANIUM NANOCLUSTERS
Authors: Панькин Николай Александрович 
Published: December 2022

Методом молекулярной динамики исследовалось плавление нанокластеров титана Ti(n = 3599, 28725, 97045) с различными скоростями их нагрева (от 0,1 до и 10,0 ТК/с). Молекулярно-динамическое моделирование проводили в программе LAMMPS на многопроцессорном компьютере. Использовался многочастичный потенциал межатомного взаимодействия. Кристаллическая структура нанокластера титана при нагреве переходит в жидкую фазу через образование системы атомов (островков) с упорядоченным локальным окружением вблизи температуры плавления. Появление последних обусловлено неравновесностью моделируемого процесса нагрева - система не успевает релаксировать к равновесному состоянию для заданной температуры. Под температурой плавления принималось среднее значение между температурами начала и окончания процесса фазового перехода. Температуре начала плавления соответствовало состояние завершения образования отдельных островков. При окончании плавления, наноструктура характеризуется полностью неупорядоченной структурой. Отмечается, что температура плавления увеличивается с ростом размера наночастицы и скорости её нагрева. При этом предельные температуры рассматриваемого фазового перехода (при N → ∞) существенно ниже температуры плавления массивного титана.
The melting of titanium nanoclusters Ti (n = 3599, 28725, 97045) with different heating rates (from 0,1 to and 10,0 TK/s) was studied by the molecular dynamics method. Molecular dynamics simulation was carried out using the LAMMPS program on a multiprocessor computer. A many-particle potential of interatomic interaction was used. The crystal structure of a titanium nanocluster upon heating passes into the liquid phase through the formation of a system of atoms (islands) with an ordered local environment near the melting point. The appearance of the latter is due to the nonequilibrium of the simulated heating process - the system does not have time to relax to an equilibrium state for a chosen temperature. The melting temperature was taken as the average value between the temperatures of the beginning and finishing of the phase transition process. The temperature of the beginning of melting corresponded to the state of completion of formation of individual islands. At the end of melting, the nanostructure is characterized by a completely disordered structure. It is noted that the melting temperature increases with the size of the nanoparticle and the rate of its heating. The limiting temperatures of the considered phase transition (at N → ∞) are significantly lower than the melting temperature of the bulk titanium.
MOLECULAR DYNAMICS STUDY OF THE SIZE LIMIT OF THE TRANSITION OF SILVER NANOCLUSTERS WITH AN INITIAL AMORPHOUS SUBSTRUCTURE INTO FCC PHASE
Authors: Рыжкова Дарья Антоновна , Гафнер Светлана Леонидовна , Гафнер Юрий Яковлевич , Череповская Арина Александровна 
Published: December 2022

Методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи (TB-SMA - second moment approximation of tight-binding potential) производился поиск границ устойчивости структурных модификаций нанокластеров серебра диаметром 3,0-7,0 нм с целью определения размерной границы возможного термически индуцированного структурного перехода от исходной аморфной морфологии к ГЦК фазе. Полученные данные сравнивались с результатами предыдущих исследований для наночастиц Ag размерами до 2,0 нм с начальным ГЦК и аморфным строением. Показано, что моделируемые Ag нанокластеры можно условно разделить на три категории. Для первой (N < 100 атомов) - характерно частичное сохранение исходной морфологии. Для второй (d < 4,0 нм) - наблюдается конкуренция между икосаэдрической и декаэдрической структурами. И для третей (d > 4,0 нм) -фиксировалось преобладание смешенной ГЦК/ГПУ фазы. При этом размерной границей перехода от начальной аморфной морфологии к ГЦК строению, свойственному объёмному веществу, является диаметр около 7,0 нм.
Silver nanoclusters with diameter of 3,0 to 7,0 nm were studied by the molecular dynamics method using the tight binding potential TB-SMA (second moment approximation of tight-binding potential). A search was made for the stability limits of structural modifications of these nanoclusters for determination of the size limit of the thermally induced structural transition from the initial amorphous morphology to the fcc phase. The new data were compared with the results of previous studies for Ag nanoparticles up to 2,0 nm in size with initial fcc and amorphous structures. It is shown that the studied nanoclusters can be conditionally divided into three categories. The first one (N < 100 atoms) is characterized by partial preservation of the original morphology. For the second one (d < 4,0 nm), there is competition between the icosahedral and decahedral structures. And for the thirds (d > 4,0 nm), the mixed fcc/hcp phase predominates. In this case, the size limit of the transition from the initial amorphous morphology to the structure characteristic for the bulk matter is a diameter of about 7,0 nm.
ON THE PROCESSES OF SEGREGATION AND STABILITY OF BIMETALLIC NANOPARTICLES Ni@Ag AND Ag@Ni
Authors: Савина Ксения Геннадьевна , Галузин Иван Русланович , Колосов Андрей Юрьевич , Богданов Сергей Сергеевич , Веселов Алексей Дмитриевич , Сдобняков Николай Юрьевич 
Published: December 2022

В данной работе методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи исследовались биметаллические наночастицы Ni@Ag и Ag@Ni с общим количеством атомов 4000. Установлены закономерности сегрегации и структурообразования, описаны их характерные особенности. На основе анализа поведения калорических зависимостей потенциальной части удельной внутренней энергии определялась температура плавления и кристаллизации. Полученные данные позволяют говорить о том, что процессы сегрегации, в частности степень ее выраженности в наночастицах Ni@Ag и Ag@Ni, связаны со стабильностью этих наночастиц. Выше 900 K оболочка из серебра теряет свою стабильность, тогда как ядро никеля остается твердым и сохраняет свою структуру. При этом в наночастице Ni@Ag процессы поверхностной сегрегации атомов ядра были менее выражены, тогда как в наночастице Ag@Ni атомы серебра активно сегрегировали на поверхность наночастицы. Проанализированы особенности и принципиальные различия в процессах плавления и кристаллизации данных наносистем, а так же температурные диапазоны их стабильности. Показана связь между степенью интенсивности сегрегационных процессов наносплавов в ходе моделирования и стабильностью этих систем.
This work studied bimetallic nanoparticles Ni@Ag and Ag@Ni with the total number of atoms 4000 by the molecular dynamics method using the tight-binding potential. The pattern of segregation and structural formation is established and its characteristics are described. Based on the analysis of the behavior of the calorie curves of the potential part of the internal energy, the melting and crystallization temperature was determined. The data obtained suggest that the processes of segregation in Ni@Ag and Ag@Ni nanoparticles are associated with the nanoparticle stability. The silver shell loses its stability above 900 K, while the nickel core remains solid and retains its structure. At the same time, in Ni@Ag nanoparticles the processes of the surface segregation of the nucleus atoms were less pronounced, whereas in Ag@Ni nanoparticles silver atoms actively segregated onto the surface of the nanoparticle. The features and fundamental differences in the processes of melting and crystallization of these nanosystems, as well as the temperature ranges of their stability, are analyzed. The relationship between the degree of intensity of segregation processes of nanoalloys during modeling and the stability of these systems is shown.
PREPARATION OF BIOCOMPOSITES BASED ON NANOSCALE HYDROXYAPATITE WITH TITANIUM COMPOUNDS
Authors: Богданова Екатерина Анатольевна , Скачков Владимир Михайлович , Нефедова Ксения Валерьевна 
Published: December 2022

В статье обсуждается возможность получения упрочненного композиционного материала с пористой структурой на основе наноструктурированного гидроксиапатита, синтезированного методом осаждения из раствора. Новый материал получен путем механохимичекого синтеза гидроксиапатита с соединениями титана. Синтезированные образцы аттестованы с использованием современных физикохимических методов анализа. Показано влияние качественного и количественного состава композита на протекание процессов спекания, пористость, прочностные характеристики, степень дисперсности и морфологию исследуемых образцов. Экспериментально установлено, что максимальными прочностными характеристиками и постоянным составом обладает образец на основе гидроксиапатита, упрочненного нестехиометрическим диоксидом титана, состава Ca(PO)(OH) - 15%TiO. Композиционный материал обладает плотной равномерной структурой с высокой степенью кристалличности, с развитой пористостью, является перспективным материалом для дальнейших исследований с целью внедрения его в медицинскую практику. На разработанный композиционный материал подана заявка на патент.
The article discusses the possibility of obtaining a hardened composite material with a porous structure based on nanostructured hydroxyapatite (HAP) synthesized by precipitation from a solution. The new material by the mechanochemical synthesis of HAP with reinforcing additives of titanium compounds was obtained. The synthesized samples are certified using some modern physico-chemical methods of analysis. The influence of the qualitative and quantitative composition of the composite on the sintering processes, porosity, strength characteristics, the degree of dispersion and morphology of the studied samples is shown. It has been experimentally established that a sample based on hydroxyapatite, reinforced with non-stoichiometric titanium dioxide of the composition Ca(PO)(OH) - 15%TiO has the maximum strength characteristics and constant composition. The composite material, having a dense uniform structure with a high degree of crystallinity and a developed porosity, is a promising material for further research in order to introduce it into medical practice. A patent application has been filed on the developed composite material.
EFFECT OF MODIFIERS ON THE BARIUM NIOBATE-CALCIUM CERAMICS STRUCTURE
Authors: Гусева Ольга Сергеевна , Малышкина Ольга Витальевна , Митченко Артем Сергеевич 
Published: December 2022

В работе методом твердофазного синтеза получены образцы керамики состава CaBaNbO чистого и с модифицирующими добавками (5%) SrTiO, KTaO или LiTaO. У всех исследуемых составов керамик выявлено наличие крупных и мелких зерен. Показано, что вхождение LiTaO в состав керамики CaBaNbO на порядок уменьшает размер зерен, а вхождение SrTiO приводит к удлинению формы зерна. На основе анализа элементного состава установлено, что введение модификаторов в состав CaBaNbOуменьшает избыток кислорода в структуре тетрагональной вольфрамовой бронзы, по сравнению с немодифицированной керамикой CaBaNbO. Максимум на температурной зависимости диэлектрической проницаемости практически не зависит от типа модификатора и лежит в интервале 279-285°С. Это на 60 градусов выше температуры Кюри монокристалла CaBaNbO. Независимо от температуры измерения, максимальное значение диэлектрической проницаемости имеет материал CaBaNbOO + 5%SrTiO. Тогда как минимальное значение диэлектрической проницаемости при комнатной температуре имеет образец CaBaNbO + 5%LiTaO, а в точке Кюри - образец CaBaNbO.
In this work, the ceramic samples CaBaNbO pure and with modifying additives (5%) SrTiO, KTaO or LiTaO were obtained by solid-phase synthesis. All studied compositions of ceramics revealed the presence of large and small grains. It is shown that the addition of LiTa0 to the composition of CaBaNbO ceramics reduces the grain size by an order of magnitude, while the addition of SrTi0 leads to an elongation of the grain shape. Based on the analysis of the elemental composition, it was found that the introduction of modifiers into the composition of CaBaNbO reduces the excess of oxygen in the structure of tetragonal tungsten bronze, compared to unmodified CaBaNbO ceramics. The maximum on the temperature dependence of the permittivity is practically independent of the type of modifier and is located in the range of 279-285°C. This is 60 degrees higher than the Curie temperature of the CaBaNbO single crystal. Regardless of the measurement temperature, CaBaNbO + 5%SrTiO material has the maximum value of the permittivity. Whereas the minimum value of the permittivity at room temperature has the CaBaNbO + 5%LiTa0 sample, and at the Curie point, the CaBaNbO sample.
PECULIAR PROPERTIES OF METHODS FOR OBTAINING AMORPHOUS NANOFILMS FOR CREATING GAS-SENSITIVE SENSORS UNDER THE ACTION OF LASER DOUBLE PULSES ON THE SURFACE OF A TARGET CONTAINING TIN
Authors: Зажогин Анатолий Павлович , Trinh Ngoc H. , Малец Мария Александровна , Патапович Мария Петровна 
Published: December 2022

Проведен послойный анализ металлов и сплавов, а также изучена возможность напыления нанопленок, содержащих в своем составе олово, на различных видах поверхностей (металл, стекло) при воздействии сдвоенных лазерных импульсов на мишень в атмосфере воздуха. Эксперименты проводились с помощью лазерного двухимпульсного атомно-эмиссионного многоканального спектрометра LSS-1. Достоинствами импульсного лазерного напыления как метода получения кластеров, фракталов являются: универсальность по отношению к материалу, возможность исключения посторонних примесей, гибкость метода, возможность контроля образования пленочных структур. Выполненные спектроскопические исследования лазерной плазмы, образованной при воздействии двух последовательных импульсов на мишень, иллюстрируют развитие методов получения нанокластеров различных химических элементов. Данным способом можно получать нанопленки не только чистых металлов, но и композиционных сплавов. Показана возможность напыления нанопленок для создания газочувствительных сенсоров.
A layer-by-layer analysis of metals and alloys has been carried out, and the possibility of deposition of nanofilms containing tin in their composition on various types of surfaces (metal, glass) under the action of dual laser pulses on a target in an air atmosphere has been studied. The experiments were carried out using the laser two-pulse multichannel atomic emission spectrometer LSS-1. The advantages of the pulsed laser deposition as a method for producing clusters and fractals are: versatility in relation to the material, the ability to exclude impurities, the flexibility of the method, and the ability of controlling the formation of film structures. The performed spectroscopic studies of the laser plasma formed by the action of two successive pulses on a target illustrate the development of methods for obtaining nanoclusters of various chemical elements. This method can be used to obtain nanofilms of not only pure metals, but also composite alloys. The possibility of obtaining nanofilms for creating gas-sensitive sensors is shown.
THE EFFECT OF COPPER AND ZINC OXIDE ADDITIVES ON THE ELECTRICAL AND GAS-SENSITIVE PROPERTIES OF TIN DIOXIDE COMPOSITE LAYERS
Authors: Клычков Никита Александрович , Симаков Вячеслав Владимирович , Синёв Илья Владимирович , Шикунов Дмитрий Алексеевич 
Published: December 2022

С помощью золь-гель технологии сформированы образцы тонких плёнок SnO, а также композитные слои CuO:SnO и ZnO:SnO с различной концентрацией примеси посредством смешения золей. Плёнки подвергались термообработке в потоке кислорода при 550°C. Поверх плёнок сформирована контактная система методом термического испарения хрома с последующим осаждением через маску на образец. На температурной зависимости проводимости для слоев на основе чистого диоксида олова наблюдается локальный максимум проводимости в области 250°C, что, вероятно, связано с термоактивационным процессом десорбции кислорода. Проводимость слоёв диоксида олова уменьшается по мере увеличения концентрации добавки меди. Добавка 2% меди на порядок уменьшает долговременный дрейф базовой линии проводимости пленок на воздухе, что может быть связано с образованием малоподвижных ассоциативных комплексов меди и вакансий кислорода. Наибольшую чувствительность к парам этанола во всем исследуемом диапазоне концентраций проявляли композитные слои с добавлением 6% цинка. Установлено, что добавка оксида меди и цинка повышает отклик газочувствительных сенсоров газа на основе слоёв SnO к парам этанола, а также снижает время отклика на воздействие газовых проб в диапазоне рабочих температур 150-300°C.
Composite thin films based CuO:SnO and ZnO:SnO with different impurity concentrations was synthesized by sol-gel method by mixing sols. The films were annealed in oxygen-containing atmosphere at 550°C. A contact system was formed on top of the films by thermal evaporation of chromium, followed by deposition through a mask onto the sample. Based on the temperature dependence of conductivity for layers based on pure tin dioxide, a local maximum of conductivity is observed in the range of 250°C, which is probably due to the thermal activation process of oxygen desorption. Conductivity of SnO layers was decreased as the concentration of Cu dopant. 2% Cu additive reduces the long-term conductivity drift by an order of magnitude. Arguably it’s the consequence of occurrence the low mobility complexes created by copper atoms and oxygen vacancies. The best sensitivity to ethanol vapors in all concentration range was shown by 6%Zn doped samples. Accordingly, supplementations of Cu and Zn boost sensitivity of SnO layers to ethanol and decrease response time by its impact at 150-300°C range.
STUDIES OF THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF DENTAL CROWNS MADE BY SELECTIVE LASER MELTING AND ACCORDING TO THE TECHNOLOGY OF CASTING
Authors: Кравченко Дарья Алексеевна , Медведева Ольга Николаевна 
Published: December 2022

В настоящее время технологии 3D печати являются молодым и активно развивающимся сектором производства, охватывающим множество областей экономики, от аэрокосмической области и машиностроения до медицины. Очевидным преимуществом внедрения аддитивных технологий в медицине, в частности, в стоматологии, является высокая точность изготовления сложных изделий, индивидуализация имплантов и протезов для их максимального соответствия области повреждения или заменяемому объекту, существенное уменьшение расхода как материалов изделия, так и вспомогательных материалов. Однако с активным внедрением аддитивных технологий возникают вопросы о границах применимости и надежности их использования. В рамках данной работы исследованы свойства стоматологических коронок, изготовленных из никель-хромового сплава НХ-Дент NS vac и кобальт-хромового порошка ПР-КХ28М6. Для изготовления образцов применялись технология селективного лазерного плавления, относящаяся к числу аддитивных технологий, и технология литья в форме. Проведен сравнительный анализ микроструктуры образцов, профиля поверхности и твердости по Виккерсу.
In recent times, 3D printing technologies are a young and actively developing production sector for many areas of economy, from aerospace and mechanical engineering to medicine. The obvious advantage of introduction of the additive technologies in medicine and in particular in dentistry is high accuracy in producing complex details, individually designed implants and prostheses for their maximum match with a place of injury or a substituted object, considerable reduction both the product materials and auxiliary materials usage. However, questions arise about the limits of applicability and reliability of the additive technologies with their active introduction. The properties of dental crowns made of nickel-chromium alloy NH-Dent NS vac and cobalt-chromium powder PR-KH28M6 were studied in this research. For the production of samples was used selective laser melting technology, which belongs to a number of additive technologies, and the casting technology in the mold. A comparative analysis of the microstructure of the samples, the surface profile and the Vickers hardness was carried out.