Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2015, выпуск 2 » Статья стр. 342
<<<>>>
Температурная зависимость теплоемкости и времена установления вакансионного равновесия в простых кристаллах
Товбин Ю.К.1, Титов С.В.1, Комаров В.Н.1
1Научно-исслeдоватeльский физико-химичeский институт им. Л.Я. Карпова, Москва, Россия
Email: tovbin@cc.nifhi.ac.ru
Поступила в редакцию: 14 апреля 2014 г.
Выставление онлайн: 20 января 2015 г.
PDF версия
Определен концентрационный диапазон вакансий, влияющих на температурную зависимость теплоемкости при постоянном объеме Cv, и рассчитаны времена установления вакансионного равновесия в сферических образцах простых кристаллов различных радиусов за счет теплового движения атомов в ходе процесса, максимально приближенного к равновесному, при понижении температуры начиная от температуры плавления до текущего значения T. При расчете свободной энергии дефектного кристалла учитываются вклады межатомных взаимодействий через потенциальные функции Леннард-Джонса и колебательные энергии. Свойства дефектного кристалла рассчитываются на основе функции распределения частот идеального кристалла и поправок к ней, отражающих локальные колебания атомов вокруг вакансий, в рамках линейного приближения Лифшица по плотности вакансий. Для нахождения свободной энергии бездефектного идеального кристалла рассчитаны частоты нормальных колебаний кристалла с учетом взаимодействий до четырех ближайших соседей. Показано, что пренебрежение акустическими (антифазными) участками спектра при расчете Cv приводит с ростом температуры к уменьшению (увеличению) значений Cv от аналогичных значений, рассчитанных по полному спектру колебаний. Неравновесность состояний дефектного кристалла может приводить к отрицательным значениям теплоемкости при постоянном объеме. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант N 12-03-00028а).
  1. А.И. Гусев, А.А. Ремпель. Нанокристаллические материалы. Физматлит, М. (2001). 234 с
  2. А.П. Жиляев, А.И. Пшеничнюк. Сверхпластичность и границы зерен в ультрамелкозернистых материалах. Физматлит, М. (2008). C. 320
  3. Н.Ф. Уваров, В.В. Болдырев. Успехи химии 70, 307 (2001)
  4. У. Мюллер. Структурная неорганическая химия. Интеллект, Долгопрудный (2011). 352 с
  5. А.Б. Ярославцев. Химия твердого тела. Научный мир, М. (2009). 382 с
  6. И.П. Суздалев. Нанотехнология: физико-химия кластеров, наноструктур и наноматериалов. КомКнига, М. (2006). 588 с
  7. И.П. Базаров. Термодинамика. МГУ, М. (1991). 376 c
  8. Л. Жирифалько. Статистическая теория твердого тела. Мир, М. (1975). 382 с
  9. Б.С. Бокштейн, С.З. Бокштейн, А.А. Жуховицкий. Термодинамика и кинетика диффузии в твердых телах. Металлургия, М. (1974). 280 c
  10. Х. Мерер. Диффузия в твердых телах. Интеллект, Долгопрудный (2011). 536 c
  11. H.I. Aaronson, M. Enomoto, J.K. Lee. Mechanisms of Diffusional Phase Transformations in Metals and Alloys. CRC Press Taylor \& Francis Group, Boca Raton, FL (2010). 667 р
  12. К.П. Гуров, Б.А. Карташкин. Ю.Э. Угасте. Взаимная диффузия в многофазных металлических системах. Наука, М. (1981). 350 с
  13. И.М. Лифшиц. Физика реальных кристаллов и неупорядоченных систем. Избр. тр. Наука, М. (1987). С. 552
  14. I.M. Lifshitz. Nuovo Cimento Suppl. 3, 716 (1956)
  15. I.M. Lifshitz, A.M. Kosevich. Rep. Progr. Phys. 29, 217 (1966)
  16. А. Марадудин. Дефекты и колебательный спектр кристаллов. Мир, М. (1968). 431 c
  17. А.М. Косевич. Основы механики кристаллической решетки. Наука, М. (1972). 280 c
  18. Н.М. Плакида. Статистическая физика и квантовая теория поля. Наука, М. (1973). С. 205
  19. В.К. Федянин. Статистическая физика и квантовая теория поля. Наука, М. (1973). С. 241
  20. В.А. Загребнов, В.К. Федянин. ТМФ 10, 127 (1972)
  21. В.Н. Бондарев, Д.В. Тарасевич. ФТТ 52, 1156 (2010)
  22. П.Е. Львов, В.В. Светухин, А.В. Обухов. ФТТ 53, 394 (2011)
  23. Л.С. Васильев. Изв. РАН. Сер. физ. 72, 1130 (2008)
  24. V.I. Zubov, I.V. Zubov. Phys. Status Solidi B 243, 2711 (2006)
  25. A.I. Karasevskii, V.V. Lubashenko. Phys. Rev. B 71, 012 107 (2005)
  26. G.F. Voronin, I.B. Kutsenok. J. Chem. Eng. Data 58, 2083 (2013)
  27. T.J. B Holland, R.J. Powell. Metamorph. Geol. 29, 333 (2011)
  28. T. Matsuo, N. Tanaka, M. Fukai, O. Yamamuro, A. Inaba, Ichikawa. Thermochim. Acta 403, 137 (2003)
  29. Г. Лейбфрид. Микроскопическая теория механических и тепловых свойств кристаллов. ГИФМЛ, М.--Л. (1963). 313 с
  30. П. Дин. Вычислительные методы в теории твердого тела. Мир, М. (1975). С. 209
  31. Е.П. Троицкая, В.В. Чабаненко, E.A. Филиппенко, И.В. Жихарев, И.И. Горбенко. ФTT 55, 2218 (2013)
  32. Е.П. Троицкая, В.В. Чабаненко, Е.Е. Горбенко. ФTT 51, 1999 (2009)
  33. G.E. Moyano, P. Schwerdtfeger, K. Rosciszewski. Phys. Rew. B 75, 024 101 (2007)
  34. A.И. Лебедев. ФТТ 51, 341 (2009)
  35. P. Heino. Thermal conductivity and temperature in solid argon by nonequilibrium molecular dynamics simulations. Phys. Rev. B 71, 144 302 (2005)
  36. J.E. Turney, E.S. Landry, A.J.H. McGaughey, C.H. Amon. Phys. Rev. B 79, 064 301 (2009)
  37. L.V. Kulik, C. Guedj, M.W. Dashiell, J. Kolodzey, A. Hairie. Phys. Rev. B 59, 15 753 (1999)
  38. C. Cazorla, D. Errandonea, E. Sola. Phys. Rev. B 80, 064 105 (2009)
  39. E. Kabliman, P. Blaha, K. Schwarz. Phys. Rev. B 82, 125 308 (2010)
  40. Ю.К. Товбин. Теория физико-химических процессов на границе газ--твердое тело. Наука, М. (1990). 288 с
  41. V.S. Pervov, E.V. Manokhina, Zh.V. Dobrokhotova, A.E. Zotova, A.Yu. Zavrazhnov. Inorganic Mater. 47, 1407 (2011)
  42. В.Е. Панин, В.Е. Егорушкин. Физика металлов и металловедение 110, 486 (2010)
  43. Ч. Китель. Введение в физику твердого тела. Наука, М. (1978). 792 с
  44. Я.И. Френкель. Введение в теорию металлов. ГИТТЛ, М.-Л. (1950). 384 с
  45. Ю.К. Товбин, В.Н. Комаров. ФТТ 56, 341 (2014)
  46. Е.А. Мелвин-Хьюз. Физическая химия. ИЛ, М. (1962). 1148 с
  47. К. Хир. Статистическая механика, кинетическая теория и стохастические процессы. Мир, М. (1976). 600 c
  48. Ю.К. Товбин. ЖФХ 88, 1266 (2014)
  49. Ю.К. Товбин, С.В. Титов. ЖФХ 88, 1874 (2014)
  50. G. Neumann, C. Tuijn. Self-Diffusion and Impurity Diffusion in Pure Metals: Handbook of Experimental Data. Pergamon Materials Series (2009). V. 14. 349 p
  51. N.P. Tishchenko. Phys. Status Solidi A 73, 279 (1982)
  52. A. Berne, G. Boato, M. De Paz. Nuovo Cimento 24, 1179 (1962)
  53. A. Berne, G. Boato, M. De Paz. Nuovo Cimento 46, 182 (1966)
  54. N.H. Nachtrieb, E. Catalano, J.A. Weil. J. Chem. Phys. 20, 1185 (1952)
  55. J.N. Mundy, L.W. Barr, F.A. Smith. Phil. Mag. 15, 411 (1967)
  56. T.S. Lundy, J.F. Murdock. J. Appl. Phys. 33, 1671 (1962)
  57. S.J. Rothman, N.L. Peterson, J.T. Robinson. Phys. Status Solidi 39, 635 (1970)
  58. Ch. Herzig, H. Eckseler, W. Bussmann, D. Cardis. J. Nucl. Mater. 69/70, 61 (1978)
  59. S.J. Rothman, N.L. Peterson. Phys. Status Solidi 35, 305 (1969)
  60. J. Crank. The mathematics of diffusion. Clarenton Press, Oxford (1975). 414 p.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme