Atomistic Simulations of the Crystalline-to-Amorphous Transformation of γ-Al 2 O 3 Nanoparticles: Delicate Interplay between Lattice Distortions, Stresses, and Space Charges
Rattachement africain : fr, ch. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
The size-dependent phase stability of γ-Al 2 O 3 was studied by large-scale molecular dynamics simulations over a wide temperature range from 300 to 900 K. For the γ-Al 2 O 3 crystal, a bulk transformation to α-Al 2 O 3 by an FCC-to-HCP transition of the O sublattice is still kinetically hindered at 900 K. However, local distortions of the FCC O-sublattice by the formation of quasi-octahedral Al local coordination spheres become thermally activated, as driven by the partial covalency of the Al–O bond. On the contrary, spherical γ-Al 2 O 3 nanoparticles (NPs) (with sizes of 6 and 10 nm) undergo a crystalline-to-amorphous transformation at 900 K, which starts at the reconstructed surface and propagates into the core through collective displacements of anions and cations, resulting in the formation of 7- and 8-fold local coordination spheres of Al. In parallel, the reconstructed Al-enriched surface is separated from the stoichiometric core by a diffuse Al-depleted transition region. This compositional heterogeneity creates an imbalance of charges inside the NP, which induces a net attractive Coulombic force that is strong enough to reverse the initial stress state in the NP core from compressive to tensile. These findings disclose the delicate interplay between lattice distortions, stresses, and space-charge regions in oxide nanosystems. A fundamental explanation for the reported expansion of metal-oxide NPs with decreasing size is provided, which has significant implications for, e.g., heterogeneous catalysis, NP sintering, and additive manufacturing of NP-reinforced metal matrix composites.
Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.
Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.
- Titre Crossref
- Atomistic Simulations of the Crystalline-to-Amorphous Transformation of γ-Al <sub>2</sub> O <sub>3</sub> Nanoparticles: Delicate Interplay between Lattice Distortions, Stresses, and Space Charges
- Date Crossref
- 25/04/2023
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.
Où se fait cette recherche
-
Centre National de la Recherche Scientifique pays non établi dans la noticeOrganisme public
-
Université Bourgogne Franche-Comté Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne pays non établi dans la noticeStructure de recherche
-
Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
-
Laboratory for Advanced Materials Processing pays non établi dans la noticeStructure de recherche
-
Laboratory for Joining Technologies and Corrosion pays non établi dans la noticeStructure de recherche
-
Laboratory for Mechanics of Materials and Nanostructures pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Centre National de la Recherche Scientifique, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne — Université Bourgogne Franche-Comté et Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne, avec 4 autres affiliations.
Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.