Alloying reaction mechanism of shocked Ni/Al nanolaminates regulated via atomic diffusion

金属间化合物 原子扩散 动能 化学物理 休克(循环) 扩散 分子动力学 热力学 活化能 材料科学 物理 物理化学 复合材料 化学 经典力学 医学 合金 量子力学 内科学
作者
Yi Li,Lei Zhang,Wei Xiong,Mengting Tan,Chuang Liu,Xianfeng Zhang
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:35 (10) 被引量:6
标识
DOI:10.1063/5.0170015
摘要

The Ni/Al nanolaminates represent cutting-edge functional materials that exhibit alloying reactions and release substantial energy when subjected to shock loading. However, the extremely short timeframes of the shock loading and the induced reactions surpass the resolving capability of state-of-the-art monitoring techniques, rendering the alloying reaction mechanism of Ni/Al nanolaminates a challenging multi-physical problem. To address this issue, we conducted extensive molecular dynamics simulations on large-scale models of Ni/Al nanolaminates at varying shock velocities to investigate their in situ thermodynamics response and shock-induced kinetic evolution related to phase transitions and chemical reactions. Our simulations revealed that atomic diffusion plays a pivotal role in accelerating the activation and intensifying the alloying reaction. For a self-sustaining reaction to occur, the shock-induced pressure must surpass a threshold, triggering global atomic diffusion that overcomes lattice trapping barriers or fluid viscosity, facilitating the formation of a sufficient number of Ni–Al intermetallic bonds to store energy. Subsequently, interfacial and bulk atomic diffusion becomes unstoppable, leading to a uniform distribution of mixed atoms and a steady energy release accompanied by continuous temperature rise, thereby triggering self-sustaining alloying reactions akin to an avalanche. Our findings not only offer a valuable baseline for understanding reactions in real defective composites but also establish a lower bound on the required shock intensity for future experiments using new high-quality samples.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
夏栀mall应助hamburger采纳,获得10
刚刚
和谐念珍完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
酷波er应助超级大神采纳,获得10
1秒前
1秒前
独特南霜完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
是真的不吃鱼完成签到,获得积分10
2秒前
小马甲应助sasa采纳,获得10
2秒前
帆船发布了新的文献求助10
2秒前
容容容发布了新的文献求助20
3秒前
tangjun发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Ava应助Deposit采纳,获得10
3秒前
赘婿应助串串大王采纳,获得10
3秒前
geewonii完成签到,获得积分10
4秒前
雅思莫拉完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
木子李发布了新的文献求助10
4秒前
DQ完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
狗十七发布了新的文献求助10
6秒前
鲁班7号完成签到,获得积分10
6秒前
无花果应助有缘采纳,获得10
6秒前
Peter_Zhu完成签到,获得积分10
6秒前
电脑桌发布了新的文献求助10
6秒前
fancy完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
huabaobao完成签到,获得积分20
7秒前
老阎应助非而者厚采纳,获得30
8秒前
8秒前
智慧女孩完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
科目三应助冷酷的念波采纳,获得10
9秒前
CipherSage应助一个科研菜狗采纳,获得10
9秒前
精明的姿完成签到,获得积分20
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助150
9秒前
9秒前
枫叶完成签到 ,获得积分10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Acute Mountain Sickness 2000
Handbook of Milkfat Fractionation Technology and Application, by Kerry E. Kaylegian and Robert C. Lindsay, AOCS Press, 1995 1000
A novel angiographic index for predicting the efficacy of drug-coated balloons in small vessels 500
Textbook of Neonatal Resuscitation ® 500
The Affinity Designer Manual - Version 2: A Step-by-Step Beginner's Guide 500
Affinity Designer Essentials: A Complete Guide to Vector Art: Your Ultimate Handbook for High-Quality Vector Graphics 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5068898
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4290461
关于积分的说明 13367590
捐赠科研通 4110300
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2250926
邀请新用户注册赠送积分活动 1256106
关于科研通互助平台的介绍 1188606