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断键与非键10:Au-Au单键断裂极限及纳米线超塑性机理

已有 2700 次阅读 2011-10-20 23:19 |个人分类:介观力学|系统分类:科普集锦|关键词:温度,金属,单键,断裂,极限| 极限, 温度, 断裂, 金属, 单键

超高真空 TEM 在线拉伸观测结果:
1 在4K温度时,Au-Au单键的断裂长度为0.23-0.25纳米;
2 在室温度时,Au-Au单键的断裂长度为0.29-0.48纳米;数据发散,而引起争辩;
3 块体中Au-Au单键长度为0.29纳米;

现有模型分歧:
1 Au-X-Au-X-Au 链形成 (X = H, He4, C, O, N, CO,...不可测)后 Au-X-Au间距;
2 电荷积累而改变原子键作用势;二阶倒数拐点对应断裂;

问题提出:
1 H不能同时与两原子成键见并具有质脆效应;He4无法与金属成键;
2 4K温度Au-Au单键的断裂长度远小于块体中Au-Au单键长;
3 荷电效应只能产生的>0.42 纳米断裂极限;
4 为何只有金才能在室温下成链;

解析原理:
1 Au-Au单键可以同过力学拉伸或加热使其断裂;两者所需能量相等;
2 由此导出断裂极限应变与exp[1/(Tm-T)]成正比;
3 按BOLS理论,Au-Au单键中金原子配位数有12降到2;长度由0.29纳米降到0.21纳米(70%); 熔点由1337K降到320K(1/4.2倍);

结果与发现:
4 理论与实测吻合表示,室温断裂发生在298+-6K范围内;
5 4K断裂应变为15%;室温断裂应变为401-150%;
6 证明Au-Au链在室温下为准液态;此时断裂极限对温度极为敏感;
7 其它金属应在温度为T=Tm(块体)的1/4.2 稍低形成和断裂;
8 可拓展到对其它纳米线的室温高塑性的理解;在固态和液态之间存在高塑形准液态。

http://www3.ntu.edu.sg/home/ecqsun/rtf/PRB-MC.pdf

 



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1 姜如

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