Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2022, выпуск 7 » Статья стр. 765
<<<>>>
Изучение свойств ГЦК-Au в широком диапазоне температур и давлений
DOI: 10.21883/FTT.2022.07.52559.319
Переводная версия: 10.21883/PSS.2022.07.54579.319
Магомедов М.Н. 1
1Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики --- филиал Объединенного института высоких температур РАН, Махачкала, Россия
Email: mahmag4@mail.ru
Поступила в редакцию: 21 марта 2022 г.
В окончательной редакции: 5 апреля 2022 г.
Принята к печати: 6 апреля 2022 г.
Выставление онлайн: 29 апреля 2022 г.
PDF версия
Свойства ГЦК-кристалла золота были рассчитаны с помощью аналитического метода (без компьютерного моделирования) в интервале температур: T=10-1337 K и давлений: P=0-110 GPa. Были рассчитаны следующие свойства: уравнение состояния, температура Дебая, первый и второй параметры Грюнайзена, модуль упругости (BT), коэффициент теплового расширения (αp), изохорная (Cv) и изобарная (Cp) теплоемкости, удельная поверхностная энергия. Также были рассчитаны производные указанных свойств как по температуре вдоль трех изобар, так и по давлению вдоль трех изотерм. Полученные результаты показали хорошее согласие с данными других авторов. Показано, что при определенной температуре TB произведение α_pBT не изменяется сжатии кристалла. При T>TB функция α_pBT возрастает, а при T<TB она убывает при увеличении давления. Для ГЦК-Au получено T_B=132 K. Показано, что изотермы производной модуля упругости по давлению B'(P) пересекаются в точке: P=21.58 GPa, B'(P)=7.43. Функция B'(P) при P<21.58 GPa увеличивается, а при P>21.58 GPa она уменьшается при с ростом температуры. Показано, что изотерма барической производной изохорной теплоемкости C'v(P) имеет минимум, а изотерма барической производной изобарной теплоемкости C'_p(P) имеет как минимум, так и максимум. На основе полученных зависимостей проанализированы некоторые приближения, которые используются для расчета свойств кристалла при высоких P-T-условиях. Ключевые слова: золото, давление, модуль упругости, тепловое расширение, теплоемкость, температура Дебая, параметр Грюнайзена, поверхностная энергия.
  1. F. Birch. J. Geophys. Res. 57, 2, 227 (1952). DOI: 10.1029/JZ057i002p00227
  2. M.S. Anderson, C.A. Swenson. J. Phys. Chem. Solids 36, 2, 145 (1975). DOI: 10.1016/0022-3697(75)90004-9
  3. T. Yagi. J. Phys. Chem. Solids 39, 5, 563 (1978). DOI: 10.1016/0022-3697(78)90037-9
  4. J.L. Tallon. J. Phys. Chem. Solids 41, 8, 837 (1980). DOI: 10.1016/0022-3697(80)90028-1
  5. O.L. Anderson. Phys. Earth Planetary Interiors 22, 3--4, 165 (1980). DOI: 10.1016/0031-9201(80)90029-1
  6. O.L. Anderson, K. Zou. Phys. Chem. Minerals 16, 7, 642 (1989). DOI: 10.1007/BF00223312
  7. J. Shanker, M. Kumar. Phys. Status Solidi B 179, 2, 351 (1993). DOI: 10.1002/pssb.2221790209
  8. J. Rault. Eur. Phys. J. B 92, 1, 1 (2019). DOI: 10.1140/epjb/e2018-90452-6
  9. K. Kholiya, K. Pandey. J. Taibah Univer. Sci. 13, 1, 592 (2019). DOI: 10.1080/16583655.2019.1611369
  10. M. Goyal, B.R.K. Gupta. Mod. Phys. Lett. B 33, 26, 19503101 (2019). DOI: 10.1142/s021798491950310X
  11. M. Goyal. Chin. J. Phys. 66, 453 (2020). DOI: 10.1016/j.cjph.2020.05.002
  12. R.L. Jaiswal, B.K. Pandey, D. Mishra, H. Fatma. Int. J. Thermodynam. 24, 1, 1 (2021). DOI: 10.5541/ijot.869865
  13. X. Qi, N. Cai, S. Wang, B. Li. J. Appl. Phys. 128, 10, 105105 (2020). DOI: 10.1063/5.0022536
  14. D. Ikuta, E. Ohtani, H. Fukui, T. Sakamaki, D. Ishikawa, A.Q. Baron. Large density deficit of Earth's core revealed by a multi-megabar primary pressure scale. arXiv preprint 2021. arXiv:2104.02076. https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2104/2104.02076.pdf
  15. C. Malica, A. Dal Corso. J. Phys.: Condens. Matter 33, 47, 475901 (2021). DOI: 10.1088/1361-648X/ac2041
  16. Э.А. Мелвин-Хьюз. Физическая химия. В 2-х т. Изд-во И.Л., М. (1962). 1148 с. [E.A. Moelwyn-Hughes. Phys. Chem. Pergamon Press, London (1961). 1333 p.]
  17. М.Н. Магомедов. ЖТФ 83, 9, 56 (2013). [M.N. Magomedov. Techn. Phys. 58, 9, 1297 (2013).] DOI: 10.1134/S106378421309020X
  18. Л. Жирифалько. Статистическая физика твердого тела. Мир, М. (1975). 383 с. [L.A. Girifalco. Statistical Physics of Materials. Wiley and Sons Ltd., N.Y. (1973). 346 p.]
  19. М.Н. Магомедов. ЖТФ 85, 11, 48 (2015). [M.N. Magomedov. Techn. Phys. 60, 11, 1619 (2015).] DOI: 10.1134/S1063784215110195
  20. М.Н. Магомедов. ЖТФ 90, 10, 1731 (2020). DOI: 10.21883/JTF.2020.10.49806.62-20 [M.N. Magomedov. Techn. Phys. 65, 10, 1659 (2020). DOI: 10.1134/S1063784220100138]
  21. М.Н. Магомедов. ФТТ 59, 6, 1065 (2017). [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 59, 6, 1085 (2017).] DOI: 10.1134/S1063783417060142
  22. М.Н. Магомедов. ЖТФ 89, 6, 888 (2019). DOI: 10.21883/JTF.2019.06.47635.2293 [M.N. Magomedov. Techn. Phys. 64, 6, 834 (2019). DOI: 10.1134/S1063784219060100]
  23. М.Н. Магомедов. ФТТ 62, 12, 2034 (2020). DOI: 10.21883/FTT.2020.12.50206.172 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 62, 12, 2280 (2020). DOI: 10.1134/S1063783420120197]
  24. М.Н. Магомедов. Физика металлов и металловедение 114, 3, 227 (2013). [M.N. Magomedov. Phys. Met. Metallography 114, 3, 207 (2013).] DOI: 10.1134/S0031918X13030113
  25. M. Matsui. J. Phys.: Conf. Ser. IOP Publ. 215, 1, 012197 (2010). DOI: 10.1088/1742-6596/215/1/012197
  26. X. Huang, F. Li, Q. Zhou, Y. Meng, K.D. Litasov, X. Wang, B. Liu, T. Cui. Sci. Rep. 6, 19923 (2016). DOI: 10.1038/srep19923
  27. А.М. Молодец, А.А. Голышев, Д.В. Шахрай. ЖЭТФ 151, 3, 550 (2017). DOI: 10.7868/S0044451017030000. [A.M. Molodets, A.A. Golyshev, D.V. Shakhrai. J. Exp. Theor. Phys. 124, 3, 469 (2017). DOI: 10.1134/S1063776117030049]
  28. Д.К. Белащенко. Успехи физ. наук 190, 12, 1233 (2020). DOI: 10.3367/UFNr.2020.01.038761 [D.K. Belashchenko. Phys.-Uspekhi 63, 12, 1161 (2020). DOI: 10.3367/UFNe.2020.01.038761]
  29. М.Н. Магомедов. ФТТ 63, 9, 1415 (2021). DOI: 10.21883/FTT.2021.09.51279.080 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 63, 9, 1595 (2021). DOI: 10.1134/S1063783421090250]
  30. W.B. Holzapfel, M. Hartwig, W. Sievers. J. Phys. Chem. Ref. Data 30, 2, 515 (2001). DOI: 10.1063/1.1370170
  31. G.K. White, J.G. Collins. J. Low Temper. Phys. 7, 1, 43 (1972). DOI: 10.1007/BF00629120
  32. T. Tsuchiya. J. Geophys. Res. 108, B10, 2462 (2003). DOI: 10.1029/2003JB002446
  33. M.G. Pamato, I.G. Wood, D.P. Dobson, S.A. Hunt, L. Vov cadlo. J. Appl. Crystallography 51, 2, 470 (2018). DOI: 10.1107/S1600576718002248
  34. П.И. Дорогокупец, Т.С. Соколова, Б.С. Данилов, К.Д. Литасов. Геодинамика и тектонофизика 3, 2, 129 (2012). [P.I. Dorogokupets, T.S. Sokolova, B.S. Danilov, K.D. Litasov. Geodynamics \& Tectonophysics 3, 2, 129 (2012). DOI: 10.5800/GT-2012-3-2-0067]
  35. C. Wong, D.E. Schuele. J. Phys. Chem. Solids 29, 8, 1309 (1968). DOI: 10.1016/0022-3697(68)90183-2
  36. М.Н. Магомедов. ФТТ 45, 1, 33 (2003). [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 45, 1, 32 (2003).] DOI: 10.1134/1.1537405
  37. F.D. Murnaghan. Proc. Nat. Academy Sci. USA 30, 9, 244 (1944). DOI: 10.1073/pnas.30.9.244
  38. S.S. Batsanov. J. Phys. Chem. Solids 124, 327 (2019). DOI: 10.1016/j.jpcs.2018.06.002
  39. Л.Р. Фокин. Теплофизика высоких температур 58, 2, 188 (2020). DOI: 10.31857/S0040364420020052 [L.R. Fokin. High Temperature 58, 2, 173 (2020). DOI: 10.1134/S0018151X20020054]
  40. L. Vitos, A.V. Ruban, H.L. Skriver, J. Kollar. Surf. Sci. 411, 1--2, 186 (1998). DOI: 10.1016/s0039-6028(98)00363-x
  41. Q. Jiang, H.M. Lu, M. Zhao. J. Phys.: Condens. Matter 16, 4, 521 (2004). DOI: 10.1088/0953-8984/16/4/001
  42. F. Aqra, A. Ayyad. Appl. Surf. Sci. 257, 15, 6372 (2011). DOI: 10.1016/j.apsusc.2011.01.123
  43. J. Wang, S.Q. Wang. Surf. Sci. 630, 216 (2014). DOI: 10.1016/j.susc.2014.08.017
  44. S. Schonecker, X. Li, B. Johansson, S.K. Kwon, L. Vitos. Sci. Rep. 5, 14860 (2015). DOI: 10.1038/srep14860
  45. R. Tran, Z. Xu, B. Radhakrishnan, D. Winston, W. Sun, K.A. Persson, S.P. Ong. Sci. Data 3, 1, 1-13 (2016). DOI: 10.1038/sdata.2016.80
  46. S. De Waele, K. Lejaeghere, M. Sluydts, S. Cottenier. Phys. Rev. B 94, 23, 235418 (2016). DOI: 10.1103/PhysRevB.94.235418
  47. T. Cheng, D. Fang, Y. Yang. Appl. Surf. Sci. 393, 364 (2017). DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.09.147
  48. A. Patra, J.E. Bates, J. Sun, J.P. Perdew. Proc. Nat. Academy Sci. USA 114, 44, E9188 (2017). DOI: 10.1073/pnas.1713320114
  49. V.P. Bokarev, G.Y. Krasnikov. Surf. Sci. 668, 73 (2018). https://doi.org/10.1016/j.susc.2017.10.020
  50. X. Zhang, W. Li, H. Kou, J. Shao, Y. Deng, X. Zhang, J. Ma, Y. Li, X. Zhang. J. Appl. Phys. 125, 18, 185105 (2019). DOI: 10.1063/1.5090301
  51. М.Н. Магомедов. Рос. нанотехнологии 14, 1--2, 19 (2019). DOI: 10.21517/1992-7223-2019-1-2-19-30 [M.N. Magomedov. Nanotechnolog. Russ. 14, 1--2, 21 (2019). DOI: 10.1134/S1995078019010063]
  52. W.R. Tyson, W.A. Miller. Surf. Sci. 62, 1, 267 (1977). DOI: 10.1016/0039-6028(77)90442-3
  53. V.K. Kumikov, Kh.B. Khokonov. J. Appl. Phys. 54, 3, 1346 (1983). DOI: 10.1063/1.332209
  54. B.B. Alchagirov, T.M. Taova, Kh.B. Khokonov. Transact. of JWRI. Special Issue (Jpn) 30, 287 (2001). https://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/48071
  55. E.N. Akhmedov. J. Phys.: Conf. Ser. 1348, 012002 (2019). DOI: 10.1088/1742-6596/1348/1/012002
  56. С.Н. Задумкин. Докл. АН СССР 112, 3, 453 (1957). [S.N. Zadumkin. Dokl. Akad. Nauk SSSR 112, 3, 453 (1957).] .http://www.mathnet.ru/links/c97c74236a89a8ac731b021056 fa72ca/dan21559.pdf [in Russian]
  57. M. Zhao, W. Zheng, J. Li, Z. Wen, M. Gu, C.Q. Sun. Phys. Rev. B 75, 8, 085427 (2007). DOI: 10.1103/PhysRevB.75.085427
  58. М.Н. Магомедов. Поверхность. Рентген., синхротр., и нейтрон. исслед. 1, 99 (2012). [M.N. Magomedov. J. Surf. Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Technique 6, 1, 86 (2012).] DOI: 10.1134/S1027451012010132
  59. М.Н. Магомедов. ФТТ 62, 7, 998 (2020). DOI: 10.21883/FTT.2020.07.49462.026 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 62, 7, 1126 (2020). DOI: 10.1134/S1063783420070136]
  60. М.Н. Магомедов. ФТТ 64, 4, 485 (2022). DOI: 10.21883/FTT.2022.04.52189.240

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