Structural transformations in Ni–Ag bimetallic nanoparticles sized 5 nm were investigated after a cycle of sequential phase transitions corresponding to melting and crystallization. The initial configuration of the Ni–Ag bimetallic nanoparticles corresponded to a Janus structure. Two alternative methods — molecular dynamics and Monte Carlo methods — were used to simulate the thermally induced effects. The tight binding potential was used as the intermolecular interaction potential. It was shown that for Ni–Ag bimetallic nanoparticles, surface segregation of Ag atoms is characteristic, and specific features of the segregation behavior of Ag atoms at different concentrations were identified. The obtained regularities are compared with the experimental results for Ni–9 wt. % Ag nanoparticles synthesized by the method of electric explosion of wires, which is characterized by the formation of particles with a "core–shell" structure. Based on the analysis of calorimetric curves of the potential part of the specific internal energy, hysteresis of the melting and crystallization temperatures was revealed, allowing for the estimation of the starting and finishing temperatures of the corresponding phase transition, as well as determining the thermal stability intervals. In addition, it was found that with an increase in the number of nickel atoms in the composition of the particles, the width of the hysteresis of the melting and crystallization temperatures increases.
Исследованы структурные превращения в биметаллических частицах Ni—Ag размером 5 нм после цикла последовательных фазовых переходов, отвечающих плавлению и кристаллизации. Начальная конфигурация биметаллических наночастиц Ni—Ag соответствовала Янус-структуре. В качестве метода моделирования термоиндуцированного воздействия использовали два альтернативных метода — метод молекулярной динамики и метод Монте-Карло. В качестве потенциала межмолекулярного взаимодействия использовали потенциал сильной связи. Показано, что для биметаллических наночастиц Ni—Ag характерна поверхностная сегрегация атомов Ag, выявлены особенности сегрегационного поведения атомов Ag при их различных концентрациях. Полученные закономерности сравнили с экспериментальными результатами для наночастиц Ni—9 мас. % Ag, синтезированных методом электровзрыва проволок, для которого характерно формирование частиц со структурой “ядро—оболочка”. На основе анализа калорических кривых потенциальной части удельной внутренней энергии выявлен гистерезис: температуры плавления и кристаллизации не совпадают друг с другом, что позволяет оценить температуры начала и завершения соответствующего фазового перехода, а также определить интервалы термической стабильности. Кроме того, установлено, что с ростом числа атомов никеля в составе частиц ширина гистерезиса температур плавления и кристаллизации увеличивается.