Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2025, выпуск 8 » Статья стр. 1381
>>>
Изучение поверхностных свойств и температуры плавления родия при различных давлениях
РНФ, 25-23-00001
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: 16 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 9 июля 2025 г.
Принята к печати: 11 июля 2025 г.
Выставление онлайн: 11 сентября 2025 г.
PDF версия
Предложен аналитический метод для расчета решеточных и поверхностных свойств родия (Rh) при любых (соответствующих твердой фазе) значениях температуры T и давления P. В рамках этого метода самосогласованным способом определены параметры парного межатомного потенциала Ми-Леннарда-Джонса для Rh. Полученные параметры потенциала были протестированы при расчете уравнения состояния и барических зависимостей модуля упругости (BT) и коэффициента теплового расширения. Данным аналитическим методом впервые изучены поверхностные свойства родия: удельная поверхностная энергия (σ) и производные σ по температуре и по давлению: σ'(P)_T=(dσ/d P)T. Получены как барические зависимости указанных функций вдоль трех изотерм: 300, 1000, 2000 K, так и температурные зависимости вдоль трех изобар: 0, 50, 100 GPa. Получены оценки для точки фрагментации родия при различных температурах. Показано, что функция σ'(P) для родия линейно зависит от величины производной модуля упругости по давлению B'(P)=(d B_T/d P)T. Изучены зависимости коэффициента Пуассона от давления и температуры. Рассчитана барическая зависимость температуры плавления Rh. Изучено влияние электронной подсистемы на полученные зависимости. Ключевые слова: уравнение состояния, модуль упругости, тепловое расширение, поверхностная энергия, температура Дебая, параметр Грюнайзена.
  1. H.M. Strong, F.P. Bundy. Phys. Rev. 115, 2, 278 (1959). https://doi.org/10.1103/PhysRev.115.278
  2. S. Marsh. LASL Shock Hugoniot Data, v. 5. University California Press, Berkeley (1980)
  3. E. Walker, J. Ashkenazi, M. Dacorogna. Phys. Rev. B 24, 4, 2254 (1981). https://doi.org/10.1103/physrevb.24.2254
  4. Л.В. Альтшулер, С.Е. Брусникин, Е.А. Кузьменков. Прикладная механика и техническая физика 28, 1, 134 (1987). [L.V. Al'tshuler, S.E. Brusnikin, E.A. Kuz'menkov. J. Appl. Mech. Tech. Phys. 28, 1, 129 (1987).] https://doi.org/10.1007/BF00918785
  5. J.W. Arblaster. Platinum Metals Rev. 41, 4, 184 (1997). https: //citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1\&type= pdf\&doi=f01e89265db07a7910e2f79b9d2fe85544ae5b56
  6. G. Pan, C. Hu, P. Zhou, F. Wang, Z. Zheng, B. Liang. J. Mater. Res. 29, 12, 1334 (2014). https://doi.org/10.1557/jmr.2014.141
  7. P. Kumar, N.K. Bhatt, P.R. Vyas, V.B. Gohel. Eur. Phys. J. B 89, 10, 219 (2016). https://doi.org/10.1140/epjb/e2016-70367-0
  8. K.V. Yusenko, S. Khandarkhaeva, T. Fedotenko, A. Pakhomova, S.A. Gromilov, L. Dubrovinsky, N. Dubrovinskaia. J. Alloys. Compd. 788, 212 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.02.206
  9. N.A. Smirnov. J. Appl. Phys. 134, 2, 025901 (2023). https://doi.org/10.1063/5.0158737
  10. M. Frost, D. Smith, E.E. McBride, J.S. Smith, S.H. Glenzer. J. Appl. Phys. 134, 3, 035901 (2023). https://doi.org/10.1063/5.0161038
  11. B. Thakur, X. Gong, A. Dal Corso. AIP Adv. 14, 4, 045229 (2024). https://doi.org/10.1063/5.0203098
  12. J.D. McHardy, C.V. Storm, M.J. Duff, C.M. Lonsdale, G.A. Woolman, M.I. McMahon, N. Giordano, S.G. MacLeod. Phys. Rev. B 109, 9, 094113 (2024). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.094113
  13. J.L. Rodrigo-Ramon, S. Anzellini, C. Cazorla, P. Botella, A. Garcia-Beamud, J. Sanchez-Martin, G. Garbarino, A.D. Rosa, S. Gallego-Parra, D. Errandonea. Sci. Rep. 14, 1, 26634 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-78006-0
  14. N.T. Tam, L.T. Lam, H.K. Hieu. Phys. Lett. A 547, 130450 (2025). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2025.130450
  15. М.Н. Магомедов. ФТТ 63, 9, 1415 (2021). https://doi.org/10.21883/FTT.2021.09.51279.080 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 63, 10, 1465 (2021). https://doi.org/10.1134/S1063783421090250]
  16. М.Н. Магомедов. ФТТ 64, 7, 765 (2022). https://doi.org/10.21883/FTT.2022.07.52559.319 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 64, 7, 765 (2022). https://doi.org/10.21883/PSS.2022.07.54579.319]
  17. Э.А. Мелвин-Хьюз. Физическая химия, в 2-х тт. Изд-во Иностранной Литературы, М. (1962). 1148 с. [E.A. Moelwyn-Hughes. Physical Chemistry, Pergamon Press, London (1961). 1333 p.]
  18. Л. Жирифалько. Статистическая физика твердого тела. Мир, М. (1975). 383 с. [L.A. Girifalco. Statistical Physics of Materials. J. Wiley \& Sons Ltd., New York (1973). 346 p.]
  19. Y. Kraftmakher. Phys. Rep. 299, 2--3, 79 (1998). https://doi.org/10.1016/S0370-1573(97)00082-3
  20. М.Н. Магомедов. ЖТФ 93, 2, 221 (2023). https://doi.org/10.21883/JTF.2023.02.54496.190-22 [M.N. Magomedov. Tech. Phys 68, 2, 209 (2023). https://doi.org/10.21883/TP.2023.02.55474.190-22]
  21. M. Matsui. J. Phys: Conf. Ser. 215, 1, 012197 (2010). https://doi.org/10.1088/1742-6596/215/1/012197
  22. X. Huang, F. Li, Q. Zhou, Y. Meng, K.D. Litasov, X. Wang, B. Liu, T. Cui. Sci. Rep. 6, 19923 (2016). https://doi.org/10.1038/srep19923
  23. А.М. Молодец, А.А. Голышев, Д.В. Шахрай. ЖЭТФ 151, 3, 550 (2017). [A.M. Molodets, A.A. Golyshev, D.V. Shakhrai. JETP 124, 3, 469 (2017). https://doi.org/10.1134/S1063776117030049]
  24. Д.К. Белащенко. УФН 190, 12, 1233 (2020). https://doi.org/10.3367/UFNr.2020.01.038761 [D.K. Belashchenko. Phys. --- Uspekhi 63, 12, 1161 (2020). https://doi.org/10.3367/UFNe.2020.01.038761]
  25. М.Н. Магомедов. ФТТ 65, 5, 734 (2023). https://doi.org/10.21883/FTT.2023.05.55489.46 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 65, 5, 708 (2023). https://doi.org/10.21883/PSS.2023.05.56040.46]
  26. P. Janthon, S.(A) Luo, S.M. Kozlov, F. Vines, J. Limtrakul, D.G. Truhlar, F. Illas. J. Chemical Theory. Comput. 10, 9, 3832 (2014). https://doi.org/10.1021/ct500532v
  27. J. Park, B.D. Yu, S. Hong. Current Appl. Phys. 15, 8, 885 (2015). https://doi.org/10.1016/j.cap.2015.03.028
  28. M.N. Magomedov. Solid State Commun. 397, 115833 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ssc.2025.115833
  29. Д.К. Белащенко. Журнал физической химии 94, 10, 1450 (2020). https://doi.org/10.31857/S0044453720100064 [D.K. Belashchenko. Russ. J. Phys. Chem. A 94, 10, 1971 (2020). https://doi.org/10.1134/S0036024420100064]
  30. W.R. Tyson. Canadian Metallurgical Quarterly 14, 4, 307 (1975). https://doi.org/10.1179/000844375795049997
  31. W.R. Tyson, W.A. Miller. Surf. Sci. 62, 1, 267 (1977). https://doi.org/10.1016/0039-6028(77)90442-3
  32. M. Methfessel, D. Hennig, M. Scheffler. Phys. Rev. B 46, 8, 4816 (1992). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.46.4816
  33. A. Eichler, J. Hafner, J. Furthmuller, G. Kresse. Surf. Sci. 346, 1--3, 300 (1996). https://doi.org/10.1016/0039-6028(95)00906-X
  34. J. Xie, M. Scheffler. Phys. Rev. B 57, 8, 4768 (1998). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.57.4768
  35. I. Galanakis, N. Papanikolaou, P.H. Dederichs. Surf. Sci. 511, 1--3, 1 (2002). https://doi.org/10.1016/S0039-6028(02)01547-9
  36. Q. Jiang, H.M. Lu. Surf. Sci. Rep. 63, 10, 427 (2008). https://doi.org/10.1016/j.surfrep.2008.07.001
  37. F. Aqra, A. Ayyad. Appl. Surf. Sci. 257, 15, 6372 (2011). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.01.123
  38. J. Wang, S.Q. Wang. Surf. Sci. 630, 216 (2014). https://doi.org/10.1016/j.susc.2014.08.017
  39. A. Patra, J.E. Bates, J. Sun, J.P. Perdew. Proceed. National Academy of Sci. 114, 44, E9188 (2017). https://doi.org/10.1073/pnas.1713320114
  40. J.-Y. Lee, M.P.J. Punkkinen, S. Schonecker, Z. Nabi, K. Kadas, V. Zolyomi, Y.M. Koo, Q.-M. Hu, R. Ahuja, B. Johansson, J. Kollar, L. Vitos, S.K. Kwon. Surf. Sci. 674, 51 (2018). https://doi.org/10.1016/j.susc.2018.03.008
  41. A. Seoane, X.M. Bai. Surfaces. Interfaces 45, 103841 (2024). https://doi.org/10.1016/j.surfin.2023.103841
  42. A.A. Oni-Ojo, E.O. Aiyohuyin. J. Nigerian Assoc. Math. Phys. 67, 1, 79 (2024). https://doi.org/10.60787/jnamp-v67i1-347
  43. S.N. Zhevnenko, I.S. Petrov, D. Scheiber, V.I. Razumovskiy. Acta Materialia 205, 116565 (2021). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.116565
  44. М.Н. Магомедов. ФТТ 67, 2, 340 (2025). https://doi.org/10.61011/FTT.2025.02.59990.318 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 67, 2, 428 (2025). https://doi.org/10.61011/PSS.2025.02.60685.318]
  45. М.Н. Магомедов. Поверхность. Рентген., синхротр., и нейтрон. исслед. 1, 99 (2012). [M.N. Magomedov. J. Surf. Investigation. X-ray, Synchrotron \& Neutron Technique 6, 1, 86 (2012). https://doi.org/10.1134/S1027451012010132]
  46. Е.Ф. Пичугин. Изв. вузов. Физика 6, 77 (1962). [E.F. Pichugin. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii: Fizika 6, 77 (1962). (In Russ.)]
  47. М.Н. Магомедов. ФТТ 62, 12, 2034 (2020). https://doi.org/10.21883/FTT.2020.12.50206.172 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 62, 12, 2280 (2020). https://doi.org/10.1134/S1063783420120197]
  48. J. Merker, D. Lupton, M. Topfer, H. Knake. Platinum Metals Rev. 45, 2, 74 (2001)
  49. Ч. Киттель. Введение в физику твердого тела. Наука, М. (1978). 792 с. [C. Kittel. Introduction to Solid State Physics. J. Wiley \& Sons Ltd., NY (1976).]
  50. В.Н. Жарков, В.А. Калинин. Уравнение состояния твердых тел при высоких давлениях и температурах. Наука, М. (1968). 311 с. [V.N. Zharkov, V.A. Kalinin. Equations of State for Solids at High Pressures and Temperatures. Consultants Bureau, N.Y. (1971).]
  51. И.В. Ломоносов, С.В. Фортова. Теплофизика высоких температур 55, 4, 596 (2017). https://doi.org/10.7868/S0040364417040111 [I.V. Lomonosov, S.V. Fortova. High Temperature 55, 4, 585 (2017). https://doi.org/10.1134/S0018151X17040113]
  52. G.K. White, A.T. Pawlowicz. J. Low Temperature Phys. 2, 5/6, 631 (1970). https://doi.org/10.1007/BF00628279
  53. G.T. Furukawa, M.L. Reilly, J.S. Gallagher. J. Phys. Chem. Ref. Data 3, 1, 163 (1974). https://doi.org/10.1063/1.3253137

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme